KR101292318B1 - 교육용 로봇 시스템 및 이에 적합한 로봇 컨트롤러 - Google Patents

Abstract

특히 캐릭터화된 동물, 탈 것 등의 다양한 로봇 모델 키트를 이용하여 동물의 습성, 탈 것 등의 의미 등을 로봇을 통해 학습할 수 있도록 하여 학습효과 및 교육의 집중도를 향상시킬 수 있는 교육용 로봇 시스템에 관한 것이다.
교육용 로봇 시스템은 유아들에게 익숙한 동물, 탈 것을 캐릭터화한 로봇 모델 키트; 상기 로봇 모델 키트의 종류를 나타내는 ID가 내장된 ID 카드; 상기 로봇 모델 키트를 수용 및 고정시키기 위한 결합 수단 및 상기 ID 카드가 삽입되는 커넥터가 구비되며, 커넥터에 삽입된 ID 카드에 상응하는 내장 패턴 프로그램에 따라 동작하는 로봇 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

교육용 로봇 시스템 및 이에 적합한 로봇 컨트롤러 {Educational robot system and robot controller therefor}

본 발명은 교육용 로봇 시스템에 관한 것으로서, 특히 캐릭터화된 동물, 탈 것 등의 다양한 로봇 모델 키트를 이용하여 동물의 습성, 탈 것의 의미 등을 학습할 수 있도록 함으로서 학습효과 및 교육의 집중도를 향상시킬 수 있는 교육용 로봇 시스템 및 이에 적합한 로봇 컨트롤러에 관한 것이다.

현재 일반적으로 로봇교육에 사용되는 교육용 로봇은 대부분 범용 키트의 형태로 제공되어지며,　C언어 프로그램, BASIC언어 프로그램, ICON 방식의 프로그램으로 되어 있어 컴퓨터 기반의 로봇이라 할 수 있다.

이러한 로봇을 제어하기 위해서는 로봇과 컴퓨터 간의 유/무선 통신을 통하여 로봇 제어 프로그램을 다운로드할 수 있는 환경이 구축되어야 한다.

따라서 종래의 교육용 로봇은 컴퓨터가 없으면 로봇의 기능을 구현할 수 없는 단점이 있으며, 컴퓨터가 있다 하더라도, 범용 키트 관련 어플리케이션을 교육받지 않은 상태에서는 로봇을 동작시키는 것조차 어려운 상태이다. 따라서 어린이들 그 중에서도 초등학교에 아직 입학 전인 유아를 대상으로 하는 로봇교육은 전혀 이루어지지 않고 있는 상태이다.

이러한 문제들로 인하여 종래의 영유아를 대상으로 한 로봇 교육에 있어서는 플라스틱이나 금속 소재로 제작되며 균일한 간격으로 구명이 뚫려 있는 기계적인 프레임을 이용하여 구조물 형태를 만들거나 이러한 구조물에 모터를 부착하여 단순한 반복 운동을 하게 하는 것들이 활용되고 있다.

이러한 문제점의 일부를 해결하고자 본 출원인에 의해 아이콘 기반 로봇 제어 프로그램 작성기 및 이를 이용한 로봇 제어 시스템을 출원한 바 있다. (대한민국 등록특허 10-0679634)

그렇지만, 이러한 아이템 기반 로봇 제어 시스템에 있어서도 사용자가 로봇 제어 프로그램을 직접 작성하고 이를 로봇으로 다운로드시켜야 했기 때문에 유아들을 위한 교육 시스템으로서는 부족한 점이 없지 않았다.

이에 따라 유아들에게 친숙한 방법으로 로봇 교육을 수행할 수 있는 효과적인 로봇 교육 시스템의 개발이 요구되는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 유아들에게 로봇에 대한 흥미를 심어주고, 동물, 탈 것 등을 포함한 다양한 모양의 로봇 모델 키트를 이용하여 동물을 습성, 탈 것의 의미 등을 로봇을 통해 학습할 수 있도록 함으로써 학습효과 및 교육의 집중도를 향상시킬 수 있는 교육용 로봇 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 컴퓨터 기반의 로봇이 아닌, 누구나 쉽게 로봇을 동작시킬 수 있도록 ID 카드를 이용하여 로봇을 동작시킴으로써, 유아들에게 손쉽게 로봇 교육을 시킬 수 있는 교육용 로봇 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기의 교육용 로봇 시스템에 적합한 로봇 컨트롤러를 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 교육용 로봇 시스템은

유아들에게 익숙한 동물, 탈 것을 캐릭터화한 로봇 모델 키트;

상기 로봇 모델 키트의 종류를 나타내는 고유번호(ID)가 내장된 ID 카드;

상기 로봇 모델 키트를 수용 및 고정시키기 위한 결합부; 및

상기 ID 카드가 삽입되는 커넥터가 구비되며, 상기 커넥터에 삽입된 ID 카드에 상응하는 내장된 동작 프로그램에 따라 동작하는 로봇 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 로봇 컨트롤러는

구동부에 의해 구동되는 ID 카드 인식 기반의 로봇 컨트롤러에 있어서,

캐릭터화된 로봇 모델 키트가 수용 및 고정되는 결합부;

상기 로봇 모델 키트의 고유번호(ID)를 수록한 ID 카드를 수용하기 위한 커넥터;

장애물 식별 및 외부 환경을 감지하는 센서부;

상기 커넥터에 수용된 ID 카드에 의해 인식되는 고유번호에 상응하는 동작 프로그램을 저장한 메모리; 및

상기 메모리에 저장된 동작 프로그램의 제어하에 상기 센서부에 의해 감지된 장애물 및 외부 환경을 참조하여 상기 구동부를 제어하는 중앙 처리 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 교육용 로봇 시스템은 컴퓨터 기반의 로봇 컨트롤러가 아닌, ID 카드를 이용하여 누구나 쉽게 로봇 컨트롤러를 동작시킬 수 있도록 함으로써, 유아들에게 로봇 교육을 시킬 수 있는 기회를 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 교육용 로봇 시스템은 컴퓨터를 사용하기 어려운 영유아나 아동들에게 모형을 결합하면서 하드웨어적인 공간 감각을 키울 수 있게 해줄 수 있을 뿐만 아니라 소프트웨어적인 인터페이스나 전자 공학에 대한 지식이 없는 상태에서도 ID 카드 인식 기반의 동작 프로그래밍으로 효과적인 로봇 교육을 제공하는 효과를 가진다.

또한, 본 발명에 따른 교육용 로봇 시스템에 의하면, 로봇 모델 키트와 로봇 컨트롤러를 활용하여 유치원 교육과정에 맞게 수업을 할 수 있다.

즉, 로봇 모델 키트를 만들고, 로봇 모델 키트와 로봇 컨트롤러를 결합시키고, 로봇 모델 키트에 상응하는 내장된 패턴 프로그램을 활용하여 로봇 컨트롤러를 동작시키는 등의 다양한 활동을 통해 유아들에게 로봇에 대한 흥미를 심어줄 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 교육용 로봇 시스템에 의하면 로봇 모델 키트를 이용하여 동화 학습 등을 수행할 수 있도록 함으로써 학습효과 및 교육의 집중도를 향상시킬 수 있다.

아울러, 본 발명에 따른 교육용 로봇 시스템에 의하면 로봇을 이용하여 유아들의 창의력의 발달, 성취감과 자신감 향상 등을 꾀할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 교육용 로봇 시스템의 바람직한 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 로봇 모델 키트를 위한 원판을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 로봇 모델 키트의 조립예를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 로봇 모델 키트와 로봇 컨트롤러의 조립예를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 로봇 컨트롤러의 외관을 도시한다.
도 6은 도 1에 도시된 로봇 컨트롤러를 제어하는 제어 시스템의 구성을 도시한다.
도 7은 도 1에 도시된 로봇 컨트롤러를 제어하는 예를 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 로봇 컨트롤러의 동작 과정을 보이는 흐름도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 교육용 로봇 시스템의 바람직한 실시예를 나타낸 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 교육용 로봇 시스템은 3차원적으로 조립되어 입체적인 형상을 갖는 로봇 모델 키트(10)와, 상기 로봇 모델 키트(10)의 종류를 나타내기 위한 ID가 내장된 ID 카드(20)와, 상기 로봇 모델 키트(10)를 수용 및 고정하기 위한 결합수단과 상기 ID 카드(20)가 삽입되는 커넥터가 구비되는 로봇 컨트롤러(30)를 포함하여 구성된다. 로봇 컨트롤러(30)은 로봇 모델 키트(10)가 결합되는 상판(32) 및 바퀴(34)를 포함한다.

도 2는 본 발명에 따른 로봇 모델 키트를 위한 원판을 도시한다. 도 2를 참조하면, 원판(11)은 3mm의 나무 판재를 레이저로 가공하여 부품의 모양을 절단 및 마킹하고, 부품의 이탈을 방지하기 위해 필요한 부분을 노칭(noching) 처리한 것일 수 있다.

상기 로봇 모델 키트(10)는 도 2에서 보는 바와 같이, 소정 두께를 가지는 원판(11)에 구성된 다수 개의 부품(12)을 떼어내어 단계적으로 조립하여 완성한 것이다.

상기 원판(11)은 친환경소재를 사용하는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 목재를 이용하였다. 하지만, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니며, 목재 이외에도 지재류나 친환경 플라스틱 등도 가능하다.

상기 로봇 모델 키트(10)는 유아들에게 익숙한 다양한 동물, 즉, 공룡, 농게, 강아지, 펜더 등을 포함한 다양한 종류의 동물과, 그 외에도 갖가지의 탈것, 예를 들어 비행기, 돛단배, 우주왕복선, 자전거, 대관람차와 같은 놀이기구 등을 캐릭터화한 것이 될 수 있다.

본 발명에서는 로봇 모델 키트(10)의 일실시예로서 공룡의 일종인 트리케라톱스(Triceratops)를 제시하여 설명한다. 트리케라톱스는 중생대 백악기 후기에 북아메리카에서 살던 공룡으로서 학명은 3개의 뿔이 있는 얼굴이라는 의미를 갖는다.

도 3은 본 발명에 따른 로봇 모델 키트(10)의 조립예를 도시한다. 도 3을 참조하면, 트리케라톱스의 형상이 전면에 나타나며, 집게발과 몸통을 구성하는 부품들을 3차원적으로 입체감 있게 조립하여 형성함으로써, 로봇 모델 키트(10)를 완성한다. 로봇 모델 키트(10)의 하면에는 로봇 컨트롤러(30)에의 결합을 위한 돌출부(14)가 형성된다.

이와 같은 로봇 모델 키트(10)는 상기 원판(11) 상태로 제품이 출시되어 유아들이 직접 조립할 수 있도록 할 수 있으며, 이를 통해 유아들의 창의력의 발달, 자신이 직접 만든 결과물로서 성취감과 자신감을 향상시킬 수 있게 된다.

물론, 본 발명에서는 일실시예로서 트리케라톱스를 제시하였으나 상기 로봇 모델 키트(10)가 이에 한정되지 않음은 물론이며, 이외에도 다양한 동물, 예를 들어, 사마귀 등의 곤충을 포함하여 상술한 동물들과 탈것 등 유아들이 흥미 있어 하는 모든 형상을 캐릭터화하여 제조함으로써 로봇 모델 키트(10)로 사용할 수 있다.

도 4는 본 발명에 있어서 로봇 모델 키트(10)와 로봇 컨트롤러(30)의 조립예를 도시한다.

로봇 모델 키트(10)의 하면에는 도 3에서 보는 바와 같이, 결합을 위한 돌출부(14)가 형성된다.

돌출부(14)는 로봇 모델 키트(10)를 로봇 컨트롤러(30)에 고정시키기 위한 것으로, 돌출부(14)의 개수는 로봇 모델 키트(10)의 형상에 따라 달라질 것이다.

로봇 컨트롤러(30)에는 돌출부(14)가 끼워져 고정되도록 하는 다수개의 고정홀들이 상판(32) 위에 형성된다. 상판(32)은 로봇 모델 키트(10)를 수용하기 위한 고정홀들을 제공하는 역할과 더불어 로봇 컨트롤러(30)의 동작 전원(배터리)을 커버하는 역할을 수행한다.

상기 고정홀은 도 4에서 보는 바와 같이, 로봇 컨트롤러(30)의 상판(32) 상에 다수 개가 형성되며, 돌출부(14)와 고정홀은 규격화되어 다양한 모양의 로봇 모델 키트(10)를 선택적으로 로봇 컨트롤러(30)에 결합할 수 있도록 하며, 또한 로봇 모델 키트(10)의 교환을 가능케 한다.

여기서, 로봇 모델 키트(10)의 돌출부(14)와 결합되어 로봇 모델 키트(10)를 고정시키는 로봇 컨트롤러(30)의 고정홀은 본 발명의 요약에 있어서의 결합부에 상당한다. 본 발명에 있어서 결합부의 일례로서 고정홀을 제시하였으나 이에 한정되지 않는다. 결합부는 로봇 모델 키트(10)의 돌출부(14)를 수용하여 고정하기 위한 어떠한 형상도 가능하다.

ID 카드(20)는 로봇 모델 키트(10)의 종류를 나타내는 고유번호 즉, ID를 내장하며 로봇 컨트롤러(30)에 구비된 커넥터(114)에 삽입이 가능하도록 되어 있다. ID 카드(20)를 커넥터(114)에 삽입하면 로봇 컨트롤러(30)는 삽입된 ID 카드(20)를 인식하여 로봇 모델 키트(10)의 행동 패턴에 적합하도록 프로그램된 로봇 모델 키트별 동작 프로그램을 인식하고 해당 동작 프로그램에 따른 동작을 수행한다. 커넥터(114)는 로봇 컨트롤러(30)의 후면에 형성된다.

도 5는 본 발명에 따른 로봇 컨트롤러의 구성을 도시한다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 로봇 컨트롤러(30)는 장애물 식별 및 외부 환경을 감지하는 센서부(502), 로봇 컨트롤러(30)를 이동시키는 구동부(504), 로봇 모델 키트(10)의 행동 패턴 프로그램을 선택하거나 작동을 지시하기 위한 선택부(506), 경고음 또는 안내음 등을 스피커로 출력하고 로봇 모델 키트(10)의 행동 패턴을 나타내는 시그널을 엘이디(LED)로 출력하는 출력부(508)와, 로봇 모델 키트(10)의 행동 패턴에 상응하는 동작 프로그램 및 행동 패턴 프로그램을 저장하는 메모리(306) 그리고 각 장치들을 제어하는 중앙 처리 장치(301)로 구성된다.

도 6은 본 발명에 따른 로봇 컨트롤러의 외관 구성을 도시한다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 요약에서의 센서부(502, 도 5)는 장애물 및 바닥에 그어진 동작선을 감지하는 복수의 적외선 센서(102)와, 주위의 소리를 감지하는 마이크 센서(105)로 이루어진다. 주지하는 바와 같이 적외선 센서(102)는 발광부 및 수광부의 쌍으로 구성된다.

적외선 센서(102)는 로봇 컨트롤러(30)의 전면 좌우측 그리고 로봇 컨트롤러(30)의 하부(미도시)에 설치된다. 마이크 센서(105)는 로봇 컨트롤러(30)의 후면 일측에 설치된다.

상기 구동부(504)는 로봇 컨트롤러(30)를 구동하는 것으로서 DC모터(314)와 DC모터(314)의 구동력에 의해 회전하는 바퀴(34)로 이루어진다.

선택부(506)는 상기 ID 카드(20)에 상응하는 동작 프로그램을 구성하는 복수의 행동 패턴 프로그램들 중의 하나를 선택하는 행동 패턴 선택 버튼(115), 작동/정지 버튼(116)으로 구성된다. 행동 패턴 선택 버튼(115) 및 작동/정지 버튼(116)은 로봇 컨트롤러(30)의 양 측면에 각각 설치된다.

출력부(508)는 전방 램프(104) 및 스피커(107)로 이루어진다. 전방 램프(104)는 로봇 컨트롤러(30)의 전면 중앙부에 설치되며, 스피커(107)는 로봇 컨트롤러(30)의 후면 일측에 마이크 센서(105)에 대향하여 설치된다.

본 발명의 로봇 컨트롤러(30)에는 ID 카드(20)를 수용하기 위한 PCI 슬롯 방식의 커넥터(114)가 로봇 컨트롤러(30)의 후면에 실장되어 있으며, ID 카드(20)가 장착될 때 전원 공급부(302)로부터의 전원이 제어 시스템(300) 및 연관된 전기적 소자들에 인가되는 것을 스위칭하도록 구성된다. 전원을 스위칭하는 방식은 ID 카드(20)가 삽입될 때 전원 스위치(미도시)가 온되도록 하거나 ID카드(20)에 형성된 패턴과 커넥터(114)의 패턴이 서로 결합하여 선로를 구성하도록 하는 것 등이 고려될 수 있다.

즉, 상기 ID 카드(20)를 커넥터(114)에 삽입하면, 전원 공급부(302)로부터의 동작 전원이 도 7에 도시되는 제어 시스템(300)에 인가된다. 반대로, ID 카드(20)를 커넥터로부터 인출하면 전원이 차단되어, 상기 ID 카드(20)가 전원의 공급 및 차단 기능을 갖도록 한다.

도 7은 본 발명에 따른 로봇 컨트롤러를 제어하는 제어 시스템의 구성을 도시한다. 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 로봇 컨트롤러(30)의 제어 시스템(300)은 각종 정보를 처리하는 중앙 처리 장치(301)와 연계되는 프로그램 모듈들로 구성된다.

본 발명에 따른 로봇 컨트롤러(30)의 제어 시스템(300)은 ID 카드(20)의 고유 번호를 인식하는 고유번호 인식부(303) 및 고유번호 인식부(303)에 인식된 고유번호를 중앙 처리 장치(301)에 제공하는 고유번호 정보 처리부(304)를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 로봇 컨트롤러(30)의 제어 시스템(300)은 로봇 컨트롤러(30)의 센서부(502)에 구비되는 각종 센서에서 감지된 신호를 처리하여 중앙 처리 장치(301)에 제공하는 센서 입력 처리부(305), DC모터(314)를 구동하기 위한 모터 구동 처리부(313), 행동 패턴 선택 처리부(308), 작동/정지 처리부(312), 무선 송수신부(307), 선택 사항 출력부(309)를 포함한다.

센서 입력 처리부(305)는 센서부(502) 즉, 적외선 센서(102), 마이크 센서(105)에 의해 검출된 신호를 입력하여 장애물 탐지 및 주변 환경 인식을 수행한다.

행동 패턴 선택 처리부(308)는 선택부(506)의 행동 패턴 선택 버튼(115) 및 작동/정지 버튼(116)의 입력에 따라 행동 패턴 프로그램의 선택 및 전원 체크 동작을 수행한다.

작동/정지 처리부(312)는 작동/정지 버튼(116)의 입력에 따라 행동 패턴 프로그램의 작동 및 정지를 처리한다.

무선 송수신부(307)는 무선 안테나(119)를 통한 무선 제어를 수행한다.

또한, 본 발명에 따른 로봇 컨트롤러(30)의 제어 시스템(300)은 출력 수단으로서 전방 램프(104) 및 압전 스피커(107)를 제어하는 선택 사항 출력부(309)를 포함한다.

전원 ON/OFF 램프(113)는 ID 카드(20)의 착탈에 따른 동작 전원의 on/off 신호를 출력하고, 엘이디(108~111)는 행동 패턴 선택 버튼(115)의 조작에 따른 행동 패턴 프로그램의 선택상태를 보이는 신호를 출력하고, 시작/정지 램프(112)는 작동/정지 버튼(116)의 조작에 따른 작동/정지 신호를 출력한다.

메모리(306)는 로봇 모델 키트(10)의 행동 패턴에 상응하는 동작 프로그램을 저장한다. 동작 프로그램은 다운로드 포트(117) 및 다운로드 처리부(315)를 통하여 메모리(306)로 다운로드 되고, 중앙 처리 장치(301)에 의해 액세스된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 로봇 컨트롤러(30)의 작동방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 원판(11)에서 다수개의 부품(12)을 떼어내어 단계적으로 조립하여 로봇 모델 키트(10)를 완성한다.

상기 로봇 모델 키트(10)의 돌출부(14)를 로봇 컨트롤러(30)의 상판(32) 상에 형성된 고정홀에 삽입하여 고정시킨다.

본 발명의 일실시예로 제시한 트리케라톱스에 해당하는 ID 카드(20)를 로봇 컨트롤러(30)의 커넥터(114)에 정상적으로 연결시키면, 삽입된 ID 카드(20)를 인식하여 ID 인식기반의 로봇 컨트롤러(30)의 전원 ON/OFF 램프(113)가 ON되며, 스피커(107)를 통하여 "띠리릭" 소리로 ID 인식기반의 로봇 컨트롤러(30)가 동작할 수 있는 대기 상태임을 표시한다.

여기서, 행동 패턴 선택 버튼(115)을 누르면 메모리(306)에 저장된 상기 트리케라톱스의 로봇 모델 키트(10)에 상응하는 복수의 행동 패턴 프로그램들 중의 하나를 선택할 수 있고, 행동 패턴 선택 버튼(115)을 누를 때마다 후면부의 엘이디(108~111)가 빨간색, 녹색, 파란색, 흰색 순으로 변화하여 선택 상태를 표시한다.

빨간색, 녹색, 파란색, 흰색 엘이디가 모두 한 번씩 ON된 상태에서 다시 한 번 행동 패턴 선택 버튼(115)이 눌려지면 동작 전원을 검사하는 동작을 수행한다. 이 경우, 전원이 일정 전압 이하로 떨어질 경우 스피커(107)를 통하여 배터리를 교체하라는 신호음이 발생한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 로봇 모델 키트(10)에 대하여 상응하는 동작 프로그램이 마련되고, 동작 프로그램 내에 복수의 행동 패턴 프로그램이 마련된다. 예를 들어, 트리케라톱스의 로봇 모델 키트(10)에 대하여 트리케라톱스의 동작에 상응하는 동작 프로그램이 마련되고, 동작 프로그램 내에 트리케라톱스의 세부적인 다양한 동작을 표현할 수 있는 4개의 행동 패턴 프로그램이 마련된다. 여기서, 동작 프로그램은 ID카드(20)에 수록된 고유번호에 의해 인식되고, 동작 프로그램 내의 행동 패턴 프로그램은 행동 패턴 선택 버튼(115)에 의해 선택된다. 행동 패턴 선택 버튼(115)의 작동이 없었을 경우에는 디폴트로 가장 빠른 순서의 행동 패턴 프로그램이 선택된다.

이후, 작동/정지버튼(116)을 누르면 선택된 행동 패턴 프로그램에 맞추어 로봇 컨트롤러(30)가 구동된다.

이때, 로봇 컨트롤러(30)의 전면에 설치된 적외선 센서(102)로 전방의 물체를 인식하여 물체를 회피하거나, 로봇 컨트롤러(30)의 하부에 설치된 적외선 센서(102)로 바닥에 그어진 검은 색의 선 예를 들어, 로봇 컨트롤러 동작선 등을 인식하여 회피하는 등의 동작을 취할 수 있다.

또한, 로봇 컨트롤러(30)의 전면에 설치된 전방 램프(104) 및 후면에 설치된 스피커(107)를 이용하여 로봇 모델 키트(10)의 행동 패턴을 모사하도록 하는 시그널을 출력할 수도 있다. 다른 한편으로, 센서부(502)에 의해 장애물, 로봇 컨트롤러 동작선 등이 검출되는 경우 경고음, 안내문 등을 스피커(107)를 통해 출력할 수 있다.

상기 본 발명의 실시예와 같이 ID카드 인식기반의 로봇 컨트롤러(30)가 ID 카드(20)의 고유번호를 인식함에 따라 로봇 모델 키트(10)에 상응하는 행동 패턴에 맞추어 동작할 수 있게 되어 있으며, 행동 패턴 프로그램이 일정 개수로 국한되지 않음은 물론이다.

다운로드 처리부(315)는 다운로드 포트(117)를 통한 제어 프로그램 및 동작 프로그램의 다운로드를 처리하기 위한 것이고, 디버깅 입출력부(316)는 디버깅 포트(118)를 통한 제어 프로그램 및 동작 프로그램의 디버깅 처리를 위한 것이다.

또한, 상기 로봇 컨트롤러(30)는 무선 송수신부(307)가 더 포함되어 무선 조종 채널로의 변경이 가능하다. 무선 송수신부(307)는 무선 안테나(119)와 연결된다. 무선 안테나(119, 미도시)는 도 5에 도시되는 상판(32)에 설치된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 로봇 컨트롤러(30)은 ID 카드(20) 인식 기반으로 전원의 ON/OFF를 제어하며, 또한 ID 카드(20)의 고유 번호에 상응하는 동작 프로그램에 따라 각각의 센서부(502), 구동부(504), 출력부(508), 무선 송수신 등을 제어한다.

도 8은 본 발명에 따른 로봇 컨트롤러의 동작 과정을 보이는 흐름도이다.

먼저, ID 카드(20)가 로봇 컨트롤러(30)의 커넥터(114)에 장착되면(S401), 전원 공급부(302)의 전원이 온(ON)되어 제어 시스템(300) 및 제어 시스템(300)과 연동되는 모든 전기적 동작 소자 및 장치에 전원이 공급된다(S402).

고유번호 인식부(303)는 로봇 컨트롤러(30)의 커넥터(114)에 장착된 ID카드(20)에 수록된 고유번호를 인식하며, 인식된 고유번호는 고유번호 정보 처리부(304)를 통하여 중앙 처리 장치(301)에 제공된다.(S403)

중앙 처리 장치(301)는 고유 번호 인식부(303)에 의해 인식된 고유번호를 참조하여 메모리(306)에 저장된 동작 프로그램 중에서 해당 로봇 모델 키트(10)에 해당하는 동작 프로그램을 선택하여 로드한다.

만일, 고유번호 인식부(303)에 의해 인식된 고유번호가 로봇 컨트롤러(30)에 부여된 고유번호와 서로 합치하지 않으면, 중앙 처리 장치(301)는 제어 시스템(300)의 동작을 종료시킨다. 이러한 동작은 ID 카드(20)에 수록된 고유 번호에 상응하는 동작 프로그램이 구비되지 않는 경우를 대비한 것이다.

고유번호 인식부(303)에 의해 인식된 고유번호가 로봇 컨트롤러(30)에 부여된 고유번호와 서로 합치하면 내장된 동작 프로그램들 중에서 인식된 고유번호에 상응하는 동작 프로그램을 선택한다.(S405)

행동 패턴 선택 처리부(308)로부터 행동 패턴 선택 정보를 입력받는다(S406).

중앙 처리 장치(301)는 행동 패턴 선택 처리부(308)로부터의 행동 패턴 선택 정보가 입력될 때까지 대기한다.

행동 패턴 선택 정보가 입력되면, 중앙 처리 장치(301)는 전원 공급 전압이 기준 전압 이상인가를 검사한다(S407). 만일, 전원 공급 전압이 기준 전압 이상이 아니라면 배터리 교체 신호를 발생하고(S408) 종료한다.

전원 공급 전압이 기준 전압 이상이라면, 중앙 처리 장치(301)는 내장된 내부 기억 장치에 기억된 행동 패턴 프로그램들 중에서 행동 패턴 선택 정보에 상응하는 행동 패턴 프로그램을 선택한다.(S409)

작동/정지 처리부(312)로부터 작동 명령이 인가되면(S411), 중앙 처리 장치(301)는 선택된 행동 패턴 프로그램에 따라 상기 로봇을 동작시킨다.(S412~S414)

행동 패턴 프로그램을 수행함에 있어서, 중앙 처리 장치(301)는 각종 센서들로부터의 입력을 자동으로 감지하고(S412), 선택된 행동 패턴에 필요한 센서 감지 신호를 선택하고, 선택된 센서 감지 신호를 참조하여 모터 구동 처리부(313)를 제어한다.

상기 행동 패턴 프로그램에 따른 로봇의 동작이 완료되면 작동/정지 처리부(312)로부터 작동/정지 정보를 입력받아 정지 여부를 판단한다.

정지 정보이면 s403과정으로 복귀하여 다음 행동 패턴 프로그램의 선택, 다른 로봇 모델 키트(10)의 삽입 등을 대기한다.

10... 로봇 모델 키트 20...ID 카드
30... 로봇 컨트롤러

Claims (15)

1. 삭제
2. 유아들에게 익숙한 동물, 탈 것을 캐릭터화한 로봇 모델 키트;
   상기 로봇 모델 키트의 종류를 나타내는 고유번호(ID)가 내장된 ID 카드; 및
   상기 로봇 모델 키트를 수용 및 고정시키기 위한 결합부 및 상기 ID 카드가 삽입되는 커넥터가 구비되며, 상기 커넥터에 삽입된 ID 카드에 상응하는 내장된 동작 프로그램에 따라 동작하는 로봇 컨트롤러;
   상기 로봇 컨트롤러는 상기 ID카드의 착탈에 의해 전원 전압의 공급이 제어되는 전원 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교육용 로봇 시스템.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 로봇 컨트롤러는
   상기 커넥터에 삽입된 ID 카드의 고유번호와 상기 로봇 컨트롤러에 부여된 고유번호와의 합치 여부를 판단하는 제어 시스템을 더 포함하며,
   상기 커넥터에 삽입된 ID 카드의 고유번호와 상기 로봇 컨트롤러에 부여된 고유번호가 서로 합치되지 않을 경우 상기 제어 시스템은 상기 로봇 컨트롤러를 종료시키는 것을 특징으로 하는 교육용 로봇 시스템.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 커넥터에 삽입된 ID 카드의 고유번호와 상기 로봇 컨트롤러에 부여된 고유번호가 서로 합치되는 경우, 상기 제어 시스템은 상기 커넥터에 삽입된 ID 카드의 고유번호에 상응하는 동작 프로그램을 로드하고, 로드된 동작 프로그램에 의해 상기 로봇 컨트롤러를 구동하는 것을 특징으로 하는 교육용 로봇 시스템.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 로봇 컨트롤러는
   상기 동작 프로그램에 의한 구동의 작동/정지 여부를 지시하기 위한 작동/정지 버튼을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교육용 로봇 시스템.
   
6. 제4항에 있어서, 상기 로봇 컨트롤러는
   상기 동작 프로그램이 각기 독립적으로 실행될 수 있는 복수의 행동 패턴 프로그램들의 집합으로 구성되며,
   상기 복수의 행동 패턴 프로그램들 중의 하나를 선택하기 위한 동작 선택 버튼을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교육용 로봇 시스템.
   
7. 제6항에 있어서, 상기 로봇 컨트롤러는
   상기 동작 선택 버튼에 의한 행동 패턴 프로그램의 선택 상태를 표시하기 위한 엘이디들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교육용 로봇 시스템
   
8. 제5항에 있어서, 상기 로봇 컨트롤러는
   행동 패턴 프로그램에 의한 구동의 개시/종료 여부를 지시하기 위한 작동/정지 버튼을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 교육용 로봇 시스템.
   
9. 제8항에 있어서, 상기 로봇 컨트롤러는
   상기 작동/정지 버튼에 의한 작동/정지 상태를 표시하기 위한 작동/정지 램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교육용 로봇 시스템.
   
10. 제6항에 있어서, 상기 로봇 컨트롤러는
    상기 로봇 컨트롤러의 진행 방향에 존재하는 물체를 감지하거나 로봇 컨트롤러 동작선을 감지하기 위한 적외선 센서를 더 구비하며,
    상기 제어 시스템은 상기 행동 패턴 프로그램의 제어하에 상기 로봇 컨트롤러를 구동하면서 상기 적외선 센서에 의한 감지 결과를 참조하여 회피 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 교육용 로봇 시스템.
    
11. 제6항에 있어서, 로봇 컨트롤러는
    상기 로봇 컨트롤러의 동작 개시 여부, 정지 여부, 장애물 여부 등을 청각적 신호로서 알리기 위한 스피커를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교육용 로봇 시스템.
    
12. 삭제
13. 구동부에 의해 구동되는 ID 카드 인식 기반의 로봇 컨트롤러에 있어서,
    캐릭터화된 로봇 모델 키트가 수용 및 고정되는 결합부;
    상기 로봇 모델 키트의 ID를 수록한 ID 카드를 수용하기 위한 커넥터;
    장애물 식별 및 외부 환경을 감지하는 센서부;
    상기 센서부에 의해 인식된 장애물 상태를 나타내는 경고음 또는 안내음을 출력하는 스피커 및 상기 로봇 모델 키트의 행동 패턴을 나타내는 시그널을 출력하는 전방 램프를 구비하는 출력부;
    상기 커넥터에 수용된 ID 카드에 의해 인식되는 고유번호에 상응하는 동작 프로그램을 저장한 메모리; 및
    상기 메모리에 저장된 동작 프로그램의 제어하에 상기 센서부에 의해 감지된 장애물 및 외부 환경을 참조하여 상기 구동부를 제어하는 중앙 처리 장치를 포함하는 로봇 컨트롤러.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 동작 프로그램은 독립적으로 수행될 수 있는 복수의 행동 패턴 프로그램들을 구비하며,
    상기 복수의 행동 패턴 프로그램들 중의 하나를 선택하기 위한 행동 패턴 선택 버튼을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 컨트롤러.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 선택된 행동 패턴 프로그램의 작동 및 정지를 지시하기 위한 작동/정지 버튼을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 컨트롤러.
    
    

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