KR101333208B1 - Meal assistance robot for noodles - Google Patents
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Abstract
면류 식사 보조 로봇이 개시된다. 일단에 스푼의 손잡이가 결합하는 제1 로봇암; 일단에 포크의 손잡이가 결합하는 제2 로봇암; 및 상기 제2 로봇암을 제어하여, 상기 포크를 식기의 면류에 꽂은 후 상기 포크의 연장방향을 축으로 하는 제1 방향으로 회전시켜서 상기 면류를 상기 포크에 감은 후 상기 포크를 들어올려 상기 제1 로봇암에 결합된 상기 스푼의 음식물 수용부 상에 위치시킨 후 상기 포크의 연장방향을 축으로 하며 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전시켜서 상기 포크에 감긴 상기 면류를 상기 스푼의 음식물 수용부에 올리는 암 제어부를 포함하는 면류 식사 보조 로봇은 노약자, 환자, 장애우 등 식사 보조가 필요한 자에게 면류 섭취를 도와줄 수 있으며, 여러 종류의 식사 도구를 자동으로 인식하여 그에 따른 동작을 수행하고, 물과 국과 같은 액체를 선택에 따라 용이하게 마시도록 하는 효과가 있다.A noodle meal assisting robot is disclosed. A first robot arm to which the handle of the spoon is coupled at one end; A second robot arm to which the handle of the fork is coupled at one end; And controlling the second robotic arm, inserting the fork into a surface of a tableware, and then rotating in a first direction having an extension direction of the fork to wind the surface of the surface of the fork and lifting the fork. After positioning on the food receiving portion of the spoon coupled to the robot arm and rotated in a second direction opposite to the first direction with the axis of extension of the fork, the surface of the spoon wound the food of the spoon The noodle meal assistance robot including a cancer control unit put on the receiving part can help the intake of noodles to the elderly, patients, persons with disabilities, etc. who need meal assistance, and automatically recognizes various types of meal tools and performs the action accordingly. In addition, it is effective to drink liquids such as water and soup easily according to the selection.
Description
본 발명은 로봇에 관한 것으로, 특히 면류 식사 보조 로봇에 관한 것이다.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a robot, and more particularly to a noodle meal assisting robot.
전자 산업이 발전하면서 다양한 분야에서 로봇이 인간을 대체하여 사용되고 있다. 예를 들면, 제품 생산을 위한 산업 로봇, 인체를 수술하기 위한 의료 로봇, 간단한 서비스를 수행하기 위한 서비스 로봇 등 현대 사회에서는 다양한 로봇이 개발되어 사용되고 있다. 또한, 노약자, 환자, 장애우 등의 식사를 보조하기 위한 다양한 기구가 로봇에 의해 구현되어 사용되고 있다. As the electronics industry develops, robots are used to replace humans in various fields. For example, various robots have been developed and used in modern society, such as industrial robots for producing products, medical robots for operating the human body, and service robots for performing simple services. In addition, various mechanisms for assisting meals of the elderly, the patient, the disabled and the like are implemented and used by the robot.
식사 보조 로봇은 음식을 떠서 사용자의 입에 전달함으로써 사용자가 쉽게 식사를 할 수 있도록 도와주는 로봇이다. 이와 관련된 종래 기술은, 미국 공개특허 US2009/0104004에 개시된 내용과 같이 지지대, 음식용기, 음식을 떠 올릴 수 있는 수저 및 음식을 입 근처로 이동 시킬 수 있는 기구부로 구성된다.Meal assistant robot is a robot that helps the user to eat easily by scooping food and delivering it to the user's mouth. The related art, as disclosed in US Patent Publication No. US2009 / 0104004, consists of a support, a food container, a cutlery capable of raising food, and a mechanism part capable of moving food near the mouth.
하지만, 종래 기술에 따르면, 면류를 식사하도록 도와주는 기능이 제시되지 않으며, 스푼과 포크와 같이 서로 다른 식사 도구를 구분하여 사용하는 기능이 없는 등 실제 사용하는데 불편한 문제점이 있다. However, according to the prior art, there is a problem in that it is not presented to help the meal, and there is a problem in that it is inconvenient to actually use, such as no function to distinguish different eating tools such as spoon and fork.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
The above-described background technology is technical information that the inventor holds for the derivation of the present invention or acquired in the process of deriving the present invention, and can not necessarily be a known technology disclosed to the general public prior to the filing of the present invention.
본 발명은 노약자, 환자, 장애우 등 식사 보조가 필요한 자에게 면류 섭취를 도와줄 수 있는 면류 식사 보조 로봇을 제공한다. The present invention provides a meal aid robot that can help the intake of noodles to the elderly, patients, disabled people, such as those who need meal assistance.
또한, 본 발명은 여러 종류의 식사 도구를 자동으로 인식하여 그에 따른 동작을 수행하는 면류 식사 보조 로봇을 제공한다. In addition, the present invention provides a noodle meal assistance robot that automatically recognizes a variety of meal tools and performs the operation accordingly.
또한, 본 발명은 물과 국과 같은 액체를 선택에 따라 용이하게 마실 수 있는 면류 식사 보조 로봇을 제공한다. In addition, the present invention provides a noodle meal assistance robot that can easily drink a liquid such as water and soup according to the selection.
본 발명이 제시하는 이외의 기술적 과제들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
The technical problems other than the present invention can be easily understood from the following description.
본 발명의 일 측면에 따르면, 일단에 스푼의 손잡이가 결합하는 제1 로봇암; 일단에 포크의 손잡이가 결합하는 제2 로봇암; 상기 제2 로봇암을 제어하여, 상기 포크를 식기의 면류에 꽂은 후 상기 포크의 연장방향을 축으로 하는 제1 방향으로 회전시켜서 상기 면류를 상기 포크에 감은 후 상기 포크를 들어 올려 상기 제1 로봇암에 결합된 상기 스푼의 음식물 수용부 상에 위치시킨 후 상기 포크의 연장방향을 축으로 하며 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전시켜서 상기 포크에 감긴 상기 면류를 상기 스푼의 음식물 수용부에 올리는 암 제어부를 포함하는 면류 식사 보조 로봇이 제공된다.According to one aspect of the invention, the first robot arm is coupled to the handle of the spoon at one end; A second robot arm to which the handle of the fork is coupled at one end; By controlling the second robot arm, the fork is inserted into the surface of the tableware, and then rotated in a first direction having an axis of extension of the fork to wind the surface of the surface of the fork. After positioning on the food receiving portion of the spoon coupled to the arm is rotated in the second direction opposite to the first direction with the axis of extension of the fork to accommodate the food of the spoon wound the noodles There is provided a noodle meal assisting robot comprising an arm control unit mounted on a portion.
본 실시예는 연장된 방향으로 상기 제1 로봇암과 제2 로봇암이 이동 가능하도록 결합하는 바 형상의 암 지지대를 더 포함할 수 있다.The present embodiment may further include a bar support arm coupled to the first robot arm and the second robot arm to be movable in an extended direction.
또한, 상기 암 제어부는 상기 제1 로봇암을 제어하여, 상기 면류가 올려진 상기 스푼의 음식물 수용부를 음식물 섭취자의 입 위치에 상응하여 미리 저장된 위치 정보에 이동시킬 수 있다.In addition, the arm controller may control the first robot arm to move the food container of the spoon on which the noodles are raised to prestored position information corresponding to the mouth position of a food intake user.
또한, 상기 암 제어부는 상기 스푼의 음식물 수용부를 상기 위치 정보에 상응하여 이동시킨 후 상기 음식물 수용부를 상기 음식물 섭취자의 입을 향해 5도 내지 10도 기울일 수 있다.In addition, the cancer control unit may move the food container of the spoon corresponding to the position information and then tilt the food container to 5 to 10 degrees toward the mouth of the food intake.
또한, 상기 제1 로봇암은 상기 스푼의 손잡이에 형성된 제1 돌출부에 의해 눌리는 제1 버튼 및 상기 포크의 손잡이에 형성된 제2 돌출부에 의해 눌리는 제2 버튼을 포함하고, 상기 제2 로봇암은 상기 스푼의 손잡이에 형성된 제1 돌출부에 의해 눌리는 제3 버튼 및 상기 포크의 손잡이에 형성된 제2 돌출부에 의해 눌리는 제4 버튼을 포함하되, 상기 암 제어부는 상기 제1 버튼이 눌리는 경우 상기 제1 로봇암에 상기 스푼의 결합 상태를 인식하고, 상기 제4 버튼이 눌리는 경우 상기 제2 로봇암에 상기 포크의 결합 상태를 인식할 수 있다.In addition, the first robot arm includes a first button pressed by a first protrusion formed on the handle of the spoon and a second button pressed by a second protrusion formed on the handle of the fork, wherein the second robot arm includes: And a third button pressed by the first protrusion formed on the handle of the spoon and a fourth button pressed by the second protrusion formed on the handle of the fork, wherein the arm controller is configured to press the first robot arm when the first button is pressed. Recognize the coupling state of the spoon, and when the fourth button is pressed can recognize the coupling state of the fork to the second robot arm.
또한, 본 실시예는 병 지지대; 상기 병 지지대의 일측에 결합하며, 빨대가 삽입되고 물이 담긴 물병; 상기 병 지지대의 타측에 결합하며, 빨대가 삽입되고 국이 담긴 국병; 상기 병 지지대를 상기 병 지지대의 연장방향을 축으로 회전시켜서 상기 물병 또는 국병에 삽입된 빨대의 일단을 음식물 섭취자의 입 위치로 미리 저장된 위치 정보에 상응하여 이동시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.In addition, the present embodiment is a bottle support; A water bottle coupled to one side of the bottle support, into which a straw is inserted and containing water; Coupled to the other side of the bottle support, the straw is inserted and the soup bottle containing soup; The bottle support may further include a driving unit for rotating one end of the straw inserted into the water bottle or the bottle so as to rotate the bottle support in the extension direction of the bottle support in accordance with the pre-stored position information to the mouth position of the food intake.
또한, 상기 스푼의 음식물 수용부는, 상기 면류가 수용되도록 소정의 각도를 형성하고 회동 가능하도록 결합하는 사이드면과 하부면을 포함하는 상부 서포터; 상기 사이드면과 하부면이 형성하는 예각이 커지는 방향으로 상기 사이드면에 회전력을 인가하는 탄성수단; 상기 상부 서포터의 사이드면을 지지하는 하부 서포터; 및 상기 상부 서포터와 상기 하부 서포터 사이에 개재되어 상기 상부 서포터와 상기 하부 서포터의 이격 거리를 조절하는 높이 조절 수단을 포함할 수 있다. In addition, the food receiving portion of the spoon, the upper supporter including a side surface and a lower surface to form a predetermined angle and rotatably coupled to accommodate the noodles; Elastic means for applying a rotational force to the side surface in a direction in which the acute angle formed by the side surface and the bottom surface increases; A lower supporter supporting a side surface of the upper supporter; And height adjusting means interposed between the upper supporter and the lower supporter to adjust a separation distance between the upper supporter and the lower supporter.
또한, 본 실시예는 일단에 그리퍼(gripper)가 결합하는 제3 로봇암을 더 포함하되, 상기 암 제어부는 상기 제3 로봇암을 제어하여, 상기 그리퍼가 상기 면류를 포함하는 음식물을 집어서 상기 스푼의 음식물 수용부에 올릴 수 있다.In addition, the present embodiment further comprises a third robot arm to which a gripper is coupled to one end, the arm control unit controls the third robot arm, the gripper to pick up food containing the noodles Can be placed in the food container of a spoon.
여기서, 상기 그리퍼는, 몸체; 상기 몸체에 회동가능하도록 결합하는 한쌍의 톱니부; 상기 톱니부에 일단이 회동가능하도록 결합하고, 타단은 집게부의 일단에 회동가능하도록 결합하는 한쌍의 제1 바; 상기 몸체에 일단이 결합하고, 타단은 상기 집게부의 일측에 회동가능하도록 결합하는 한쌍의 제2 바; 및 상기 톱니부의 회전에 따른 상기 제1 바의 이동에 상응하여 상기 제2 바의 타단을 중심으로 회전하여 타단이 상기 음식물을 집는 집게 동작을 하는 한쌍의 집게부를 포함할 수 있다.Here, the gripper, the body; A pair of teeth coupled to the body to be rotatable; A pair of first bars that one end is rotatable and the other end is rotatably coupled to one end of the forceps; A pair of second bars having one end coupled to the body and the other end rotatably coupled to one side of the forceps; And a pair of tongs that rotates about the other end of the second bar in response to the movement of the first bar according to the rotation of the toothed part, and the other end of the tongs to pick up the food.
여기서, 상기 제3 로봇암에 결합하는 상기 그리퍼의 일단에 외부를 따라 외부홈이 형성되고, 상기 그리퍼에 결합하는 상기 제3 로봇암의 일단에 상기 그리퍼가 삽입되는 삽입홀의 내부 측면을 따라 내부홈이 형성되며, 상기 제3 로봇암의 내부홈에 개방 링이 결합하고, 상기 그리퍼가 상기 제3 로봇암의 삽입홀에 삽입되는 경우 상기 개방 링의 내측면은 상기 그리퍼의 외부홈과 결합하여 상기 그리퍼를 지지할 수 있다. Here, the outer groove is formed along the outside at one end of the gripper coupled to the third robot arm, and the inner groove along the inner side of the insertion hole into which the gripper is inserted at one end of the third robot arm coupled to the gripper. Is formed, the open ring is coupled to the inner groove of the third robot arm, when the gripper is inserted into the insertion hole of the third robot arm, the inner surface of the open ring is coupled to the outer groove of the gripper Can support the gripper.
또한, 본 실시예는 상기 그리퍼에 결합하는 상기 제3 로봇암의 일단에 결합한 제1 자석 결합부; 및 상기 제3 로봇암에 결합하는 상기 그리퍼의 일단에 결합하여 상기 제1 자석 결합부와 자력으로 결합하는 제2 자석 결합부를 더 포함할 수 있다. In addition, the present embodiment includes a first magnet coupling portion coupled to one end of the third robot arm coupled to the gripper; And a second magnet coupling part coupled to one end of the gripper coupled to the third robot arm and coupled to the first magnet coupling part by magnetic force.
또한, 상기 포크는, 상기 면류를 포함하는 음식물에 꽂혀서 상기 음식물을 들어 올리는 복수의 창; 및 상기 포크의 연장 방향으로 이동하여 상기 복수의 창에 꽂힌 음식물을 상기 복수의 창으로부터 밀어서 이탈시키는 푸쉬 바를 포함하고, 상기 제2 로봇암은 상기 푸쉬 바를 상기 포크의 연장 방향으로 왕복 운동시키는 바 제어부를 더 포함할 수 있다.In addition, the fork, a plurality of windows inserted in the food containing the noodles to lift the food; And a push bar that moves in an extension direction of the fork to push away food from the plurality of windows by sliding away from the plurality of windows, wherein the second robot arm reciprocates the push bar in an extension direction of the fork. It may further include.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
Other aspects, features, and advantages will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.
본 발명에 따른 면류 식사 보조 로봇은 노약자, 환자, 장애우 등 식사 보조가 필요한 자에게 면류 섭취를 도와줄 수 있으며, 여러 종류의 식사 도구를 자동으로 인식하여 그에 따른 동작을 수행하고, 물과 국과 같은 액체를 선택에 따라 용이하게 마시도록 하는 효과가 있다.
Noodle meal aid robot according to the present invention can help the intake of noodles to the elderly, patients, people with a disability, such as the disabled, and automatically recognizes various types of meal tools to perform the operation accordingly, water and soup and It is effective to drink the same liquid easily according to the selection.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 면류 식사 보조 로봇의 블록 구성도.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면류 식사 보조 로봇의 작동 사진.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 면류 식사 보조 로봇의 작동 사진.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 면류 식사 보조 로봇의 포크를 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 면류 식사 보조 로봇의 식사 도구 수납 장치를 도시한 도면.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 면류 식사 보조 로봇의 식사 도구 결합 구조를 도시한 도면.
도 14는 본 발명의 제6 실시예에 따른 면류 식사 보조 로봇의 식사 도구 결합 구조를 도시한 도면. 1 is a block diagram of a noodle meal aid robot according to an embodiment of the present invention.
2 to 7 is a photograph of the operation of the noodle meal assistance robot according to a first embodiment of the present invention.
8 and 9 are photographs of the operation of the noodle meal assistance robot according to a second embodiment of the present invention.
10 is a view showing a fork of the noodle meal assisting robot according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a view showing a meal device receiving device of the noodle meal assisting robot according to the fourth embodiment of the present invention; FIG.
12 and 13 are views showing a meal tool coupling structure of the noodle meal aid robot according to a fifth embodiment of the present invention.
14 is a view showing a meal tool coupling structure of the noodle meal aid robot according to a sixth embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈", "…수단" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.The term " part, "" module," " means, "or the like, which is described in the specification, refers to a unit for processing at least one function or operation and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software .
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
In the following description of the present invention with reference to the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant explanations thereof will be omitted. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 면류 식사 보조 로봇의 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 로봇(100), 제1 로봇암(110), 제2 로봇암(120), 암 지지대(130), 정보 저장부(140), 암 제어부(150)가 도시된다. 1 is a block diagram of a noodle meal assistance robot according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a
본 실시예는 노약자, 환자, 장애우 등 식사 보조가 필요한 자가 면류를 섭취할 수 있도록 도와주는 특징이 있다. 즉, 본 실시예는 포크를 이용하여 면류를 집어 올린 후 식사 보조가 필요한 자가 먹기 쉽게 입 근처로 면류를 가져가는 특징이 있다.This embodiment is characterized by helping elderly people, patients, disabled people, such as those who need meal assistance self intake noodles. That is, the present embodiment is characterized by taking the noodles near the mouth for easy eating by those who need meal assistance after picking up the noodles using a fork.
로봇(100)은 전기 신호에 의해 작동하는 로봇암 및 관절을 포함할 수 있으며, 관절은 모터에 의해 작동될 수 있다. 제1 로봇암(110)은 스푼이 결합하며, 제2 로봇암(120)은 포크가 결합할 수 있다.The
구체적으로 제1 로봇암(110)은 일단에 스푼의 손잡이가 결합하고, 제2 로봇암(120)은 일단에 포크의 손잡이가 결합한다. 스푼은 통상적으로 식사에 사용되는 스푼으로서 일단에 음식물 수용부가 있고, 타단에 사용자가 손으로 잡는 손잡이가 형성된다. 또한, 포크도 통상적으로 식사에 사용되는 포크로서 일단에 다수의 창이 형성되고, 타단에 사용자가 손으로 잡는 손잡이가 형성된다.Specifically, the handle of the spoon is coupled to one end of the
또한, 제1 로봇암(110)은 스푼의 손잡이에 형성된 제1 돌출부에 의해 눌리는 제1 버튼 및 포크의 손잡이에 형성된 제2 돌출부에 의해 눌리는 제2 버튼을 포함하고, 제2 로봇암(120)은 스푼의 손잡이에 형성된 제1 돌출부에 의해 눌리는 제3 버튼 및 포크의 손잡이에 형성된 제2 돌출부에 의해 눌리는 제4 버튼을 포함할 수 있다. 각 돌출부는 손잡이의 서로 다른 위치에 돌출된 부분이며, 각 버튼은 손잡이가 결합하는 경우 각 돌출부에 의해 눌리는 버튼이 될 수 있다. In addition, the
이 경우 암 제어부(150)는 제1 버튼이 눌리는 경우 제1 로봇암(110)에 스푼이 결합되었다고 인식하고, 제4 버튼이 눌리는 경우 제2 로봇암(120)에 포크의 결합 상태를 인식할 수 있다. 또한, 제2 버튼이 눌리는 경우 제1 로봇암(110)에 포크가 결합하고, 제3 버튼이 눌리는 경우 제2 로봇암(120)에 스푼이 결합하였다고 인식할 수 있음은 물론이다.In this case, the
여기서는 버튼으로 지칭하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예를 들면, 전기 도체로 형성된 손잡이의 돌출부에 의해 돌출부의 결합시 전기가 통하여 손잡이의 결합을 감지하는 전기적 센서가 이용될 수도 있다.Although referred to herein as a button, the present invention is not limited thereto. For example, an electrical sensor for sensing the engagement of the handle through electricity may be used when the protrusion is coupled by the protrusion of the handle formed of the electrical conductor.
암 지지대(130)는 연장된 방향으로 제1 로봇암(110)과 제2 로봇암(120)이 이동 가능하도록 결합하는 바 형상의 지지대가 될 수 있다. 예를 들면, 제1 로봇암(110)과 제2 로봇암(120)은 볼스플라인에 의해 암 지지대(130)와 결합할 수 있다.The
암 제어부(150)는 제2 로봇암(120)을 제어하여, 포크를 식기의 면류에 꽂은 후 포크의 연장방향을 축으로 하는 제1 방향으로 회전시켜서 면류를 포크에 감은 후 포크를 들어 올려 제1 로봇암(110)에 결합된 스푼의 음식물 수용부 상에 위치시킨 후 포크의 연장방향을 축으로 하며 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전시켜서 스푼에 놓인 면류를 스푼의 음식물 수용부에 올릴 수 있다. 암 제어부(150)는 제1 로봇암(110)과 제2 로봇암(120)에 포함된 각 관절의 모터의 회전 시간, 회전 속도를 제어함으로써 상술한 각 과정을 수행할 수 있다.The
상술한 바에 따르면, 암 제어부(150)는 제2 로봇암(120)을 제어하여 상술한 각 과정을 수행하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 암 제어부(150)는 제1 로봇암(110) 및/또는 제2 로봇암(120)을 제어하여 상술한 각 과정을 수행할 수도 있음은 물론이다. 예를 들면, 암 제어부(150)는 제1 로봇암(110)을 제어하여 면류가 감긴 포크 밑에 제1 로봇암(110)에 결합된 스푼의 음식물 수용부를 위치시킬 수도 있다.As described above, the
또한, 암 제어부(150)는 제1 로봇암(110)을 제어하여, 면류가 올려진 스푼의 음식물 수용부를 음식물 섭취자의 입 위치에 상응하여 미리 저장된 위치 정보에 이동시킬 수 있다. 이 경우 암 제어부(150)는 면류가 올려진 스푼의 음식물 수용부가 지면에 평행하게 위치하도록 제1 로봇암(110)을 제어할 수 있다.In addition, the
여기서, 음식물 섭취자의 입 위치에 상응하는 위치 정보를 산출하는 방법은 다양하게 구현될 수 있다. 예를 들면, 음식물 섭취자의 입 위치는 암 지지대(130)의 특정 위치를 원점으로 하여 3차원 좌표 중 특정 좌표에 위치하도록 미리 정해질 수 있다. 이 경우 음식물 섭취를 보조받는 자는 항상 동일한 위치에 입을 위치시킬 수 있으며, 이를 위해 본 실시예는 턱을 받혀서 입의 위치를 고정시키는 턱받침을 더 포함할 수 있다. Here, the method for calculating the location information corresponding to the mouth position of the food intake may be variously implemented. For example, the mouth position of the food intake may be predetermined to be located at a specific coordinate of the three-dimensional coordinates using a specific position of the
또한, 다른 실시예에 따르면, 입 위치를 특정하기 위한 카메라부와 영상 처리부가 더 구비될 수 있다. 미리 준비된 카메라부는 실시간으로 음식물 섭취자의 얼굴을 촬상하여 얼굴 이미지를 생성하며, 영상 처리부는 카메라부가 생성한 얼굴 이미지의 경계 영역을 추출하여 얼굴 경계 이미지를 생성한 후 입 위치에 상응하는 위치 정보를 생성할 수 있다. 영상 처리부는 얼굴 라인의 하단부에 위치한 경계 영역을 입이라고 인식할 수 있으며, 이 경우 암 제어부(150)는 제1 로봇암(110)을 제어하여, 면류가 올려진 스푼의 음식물 수용부를 해당 위치 정보에 이동시킬 수 있다. 본 실시예의 로봇암은 스푼뿐만 아니라, 포크, 컵 등 다양한 식사 도구를 음식물 섭취자의 입 위치에 상응하여 이동시킬 수 있다.According to another embodiment, the camera unit and the image processing unit for specifying the mouth position may be further provided. The camera unit prepares a face image by capturing a face of a food intake user in real time, and the image processor generates a face boundary image by extracting a boundary region of the face image generated by the camera unit, and generates position information corresponding to the mouth position. can do. The image processor may recognize the boundary area positioned at the lower end of the face line as the mouth, and in this case, the
영상 처리부는 얼굴 이미지의 픽셀값 중 명도, 채도 및 색상 중 어느 하나 이상값의 차이를 이용하여 얼굴 이미지의 경계 영역을 추출할 수 있다. 여기서 차이는 소정의 임계치를 이용하여 판별할 수 있다. 즉, 얼굴 이미지의 경계 영역은 경계가 아닌 영역보다 그 픽셀값의 성질이 서로 다를 수 있으므로, 이러한 성질을 이용하여 연속된 픽셀의 픽셀값이 임계치 이상만큼 차이가 나는 경우 해당 픽셀을 경계 영역의 픽셀로 판별할 수 있다.The image processor may extract a boundary area of the face image by using a difference between at least one of brightness, saturation, and color among pixel values of the face image. The difference may be determined using a predetermined threshold. In other words, the boundary area of the face image may have different properties of the pixel value than the non-boundary area. Therefore, if the pixel values of consecutive pixels differ by more than a threshold value by using this property, the corresponding pixel is divided into pixels of the boundary area. Can be determined by
암 제어부(150)는 스푼의 음식물 수용부를 위치 정보에 상응하여 이동시킨 후 음식물 수용부를 음식물 섭취자의 입을 향해 소정의 각도, 예를 들면, 5도 내지 10도 기울여서, 중력을 이용하여 면류가 식사 보조를 받는 자의 입에 떨어져서 들어갈 수 있도록 제1 로봇암(110)을 제어할 수 있다. The
정보 저장부(140)는 각 관절의 모터 회전에 의한 각 로봇암의 위치 정보, 상술한 얼굴 이미지 정보, 얼굴 이미지 경계 영역 정보, 입 위치에 상응하는 위치 정보 등을 저장할 수 있다.
The
도 2 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면류 식사 보조 로봇의 작동 사진이다. 상술한 실시예를 각 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다. 각 단계는 상술한 암 제어부(150)가 각 로봇암을 제어하여 수행할 수 있다.2 to 6 is a photograph of the operation of the noodle meal assistance robot according to a first embodiment of the present invention. The above-described embodiment will be described with reference to the drawings. Each step may be performed by the above-described
도 2를 참조하면, 면류를 먹지 않는 평상시인 최초 상태에서 포크(121)를 지면과 수직하게 위치하며, 도 3을 참조하면, 면류를 먹고자 하는 경우 식기(210)의 특정 위치에 포크(121)의 일단을 위치한 후 음식물에 삽입할 수 있다. 여기서, 식기(210)는 음식물이 섹션별로 담긴 그릇이며, 식판이라고 지칭될 수도 있다. 식기(210)의 위치 정보 및 각 섹션의 위치 정보는 상술한 정보 저장부(140)에 저장되며, 면류는 특정 섹션에 담긴 후 해당 섹션에서 포크(121)에 의해 들어 올려질 수 있다.Referring to FIG. 2, the
도 4를 참조하면, (a) 내지 (c)에서 포크의 연장방향을 축으로 하는 제1 방향으로 회전시켜서 면류를 포크에 감는다. 본 실시예에는 다양한 모터가 적용될 수 있으며, 예를 들면, 도 3의 동작은 서보모터에 의해 수행되고, 도 4의 동작은 DC 기어드 모터에 의해 수행될 수 있다.Referring to Fig. 4, in (a) to (c), the surface is wound around the fork by rotating in a first direction with the fork extending direction. Various motors may be applied to the present embodiment. For example, the operation of FIG. 3 may be performed by a servo motor, and the operation of FIG. 4 may be performed by a DC geared motor.
도 5를 참조하면, 면류가 감긴 포크를 들어 올린 후 포크를 지면과 평행하게 위치한다. 도 6a를 참조하면, 면류가 감긴 포크를 스푼의 음식물 수용부 상에 위치시킨 후 포크의 연장방향을 축으로 하며 상술한 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 포크를 회전시켜서 스푼에 감긴 면류를 스푼의 음식물 수용부에 올릴 수 있다.Referring to FIG. 5, the fork is positioned parallel to the ground after lifting the fork wound with noodles. Referring to FIG. 6A, the noodle wound around the spoon is placed on the food receiving portion of the spoon and then rotated on the spoon in a second direction opposite to the first direction, with the axis extending in the direction of the fork. Can be placed in the food container of the spoon.
도 6b를 참조하면, 음식물 수용부 크기가 조절되는 국자 형태 스푼의 음식물 수용부 단면이 도시된다. 크기를 조절가능한 국자 형태의 스푼은 음식물 수용부(310), 상부 서포터(320), 탄성수단(330), 하부 서포터(340), 높이 조절 수단(350)을 포함할 수 있다. 상부 서포터(320)는 크기가 조절 가능한 구조이고, 하부 서포터(340)는 고정된 구조이다.Referring to FIG. 6B, there is shown a food container cross section of a scoop-shaped spoon in which the food container size is adjusted. Spoon in the form of adjustable scoop may include a
상부 서포터(320)는 면류가 수용되도록 소정의 각도를 형성하고 회동 가능하도록 결합하는 사이드면과 하부면을 포함한다. 탄성수단(330)은 사이드면과 하부면이 형성하는 예각이 커지는 방향으로 사이드면에 회전력을 인가한다. The
하부 서포터(340)는 상부 서포터(320)의 사이드면을 지지하고, 높이 조절 수단(350)은 상부 서포터(320)와 하부 서포터(340) 사이에 개재되어 상부 서포터(320)와 하부 서포터(340)의 이격 거리를 조절한다. The
도 6b의 (a)를 참조하면, 스푼이 면류를 받을 때 높이 조절 수단(350)이 상부 서포터(320)를 밀어서 하부 서포터(340)와의 거리를 크게 하면, 탄성수단(330)에 의해 상부 서포터(320)의 사이드면과 하부면이 형성하는 예각의 크기가 커져서 음식물 수용부(310)의 넓이가 커진다. 이 경우 상부 서포터(320)의 사이드면은 하부 서포터(340)의 사이드면에 의해 지지되므로, 높이 조절 수단(350)이 상부 서포터(320)를 올리면 상부 서포터(320)의 사이드면은 더 기울어져서 하부 서포터(340)의 사이드면에 의해 지지된다. Referring to (a) of FIG. 6B, when the height adjusting means 350 pushes the
여기서, 탄성수단(330)은 사이드면과 하부면이 형성하는 예각의 크기가 커지도록 사이드면과 하부면이 결합하는 부분에 마련될 수 있다. 탄성수단(330)은 다양한 형상, 기능, 종류를 가질 수 있으며, 예를 들면, 판스프링이 될 수 있다. Here, the
또한, 높이 조절 수단(350)은 모터에 의해 동작할 수 있다. 예를 들면, 높이 조절 수단(350)은 모터가 회전시 높이가 커지는 수단이 될 수 있으며, 이러한 구조물은 로봇 분야의 당업자에게는 자명하게 구현가능한 구조물이므로, 자세한 설명은 생략한다. In addition, the height adjustment means 350 may be operated by a motor. For example, the height adjustment means 350 may be a means for increasing the height when the motor is rotated, such a structure is a structure that can be obvious to those skilled in the art of robots, detailed description thereof will be omitted.
도 6b의 (b)를 참조하면, 스푼이 면류를 받은 후 음식물 섭취자에게 이동하는 경우 높이 조절 수단(350)이 상부 서포터(320)를 당겨서 하부 서포터(340)와의 거리를 작아지게 하면, 상부 서포터(320)의 사이드면과 하부면이 형성하는 예각의 크기가 작아져서 음식물 수용부(310)의 넓이가 작아진다. 이 경우 상부 서포터(320)의 사이드면은 (a) 상태에 비해 수직한 상태에 근접하게 되어 음식물의 낙하를 방지할 수 있다. 따라서 이러한 구조에 따르면, 면류의 운반시 떨어뜨리지 않고 이동할 수 있는 장점이 있다. Referring to FIG. 6B (b), when the spoon moves to the food intake after receiving the noodles, the height adjusting means 350 pulls the
도 7을 참조하면, 제1 로봇암(110)에는 다양한 식사 도구가 결합할 수 있으며, 예를 들면, 제1 로봇암(110)의 연장된 축을 중심으로 일측에는 스푼(111)이 결합하고, 타측에는 국자 형태의 스푼(112)이 결합할 수 있다. 이들의 동작 선택은 전자 회로에 의하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 제1 로봇암(110)은 동일한 관절(A)을 일단으로 하는 세 개의 바를 포함할 수 있으며, 제1 바(113)의 타단에는 일반 형상의 스푼(111)이 결합하고, 제2 바(114)의 타단에는 국자 형태의 스푼(112)이 결합하며, 제3 바(115)의 타단은 제1 로봇암(110)의 하부 지지대에 결합한다. Referring to FIG. 7, various eating tools may be coupled to the
이 경우 A 관절 부분에 소정의 형태, 예를 들면, 사각기둥 형태의 핀을 이용하여, 전자 신호로 제어하여 밀어 주면서, 결합시키는 형태로 스푼 또는 국자의 스푼 중 하나만 들어 올려질 수 있다. 즉, 핀을 제1 바(113) 측으로 밀면 A 관절 부분에서 제1 바(113)의 일단과 제3 바(115)의 일단이 결합하며, 핀을 제2 바(114) 측으로 밀면 A 관절 부분에서 제2 바(114)의 일단과 제3 바(115)의 일단이 결합한다. 따라서 결합 상태에서 A 관절 부분을 위로 올리거나 또는 관절을 회전시키면 결합한 바가 작동하여 해당 바의 타단에 결합한 일반 형상의 스푼(111) 또는 국자 형태의 스푼(112)이 올려질 수 있다.
In this case, only one of the spoons or the spoons of the ladle may be lifted to the A joint portion using a pin of a predetermined shape, for example, a square pillar, controlled and pushed by an electronic signal. That is, when the pin is pushed toward the
도 8 및 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 면류 식사 보조 로봇의 작동 사진이다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 병 지지대(231), 구동부(232), 물병(241), 국병(242)이 도시된다. 8 and 9 are photographs of the operation of the noodle meal assistance robot according to a second embodiment of the present invention. 8 and 9, a
본 실시예는 사용자에게 물과 국을 선택적으로 제공하기 위하여 지지대를 중심으로 회전가능한 복수의 병을 제시하는 특징이 있다.This embodiment is characterized by presenting a plurality of bottles rotatable about a support to selectively provide water and a station to a user.
병 지지대(231)는 물병(241)과 국병(242)이 서로 다른 측면에 결합하는 지지대로서, 예를 들면, 바 형상의 지지대가 될 수 있다.The
물병(241)은 병 지지대의 일측에 결합하며, 빨대가 삽입되고 물이 담긴 병이다. 국병(242)은 병 지지대의 타측에 결합하며, 빨대가 삽입되고 국이 담긴 병이다. 빨대는 사용자가 입으로 사용하기 편리하도록 사용자 입을 향하여 휘어질 수 있다. The
빨대는 다양한 재질, 예를 들면, 플라스틱, 금속 등으로 형성될 수 있으며, 후자인 경우, 사용자의 입이 닿는 일단에 고무 재질 커버를 씌워서 사용자의 이빨이 닿을 때, 이빨이 상하지 않고 기계의 느낌이 강하지 않도록 할 수 있다.The straw can be formed of various materials, for example, plastic, metal, etc. In the latter case, when the user's teeth are touched by putting a rubber cover on one end of the user's mouth, the teeth are not damaged and the feeling of the machine is felt. Can not be strong.
구동부(232)는 병 지지대(231)를 병 지지대(231)의 연장방향을 축으로 회전시켜서 물병(241) 또는 국병(242)에 삽입된 빨대의 일단을 음식물 섭취자의 입 위치에 상응하여 미리 저장된 위치 정보로 이동한다. 입 위치에 상응하는 위치 정보는 상술한 바와 같이 미리 설정된 위치 또는 실시간으로 산출된 위치 등이 될 수 있다. 여기서, 구동부는 상술한 암 제어부(150)의 제어를 받아서 작동할 수 있다.The driving
또한, 본 실시예는 사용자가 직접 구동부(232)를 구동하기 위한 인터페이스, 예를 들면, 물병(241) 버튼, 국병(242) 버튼, 각 병으로 이동하도록 조작하는 조이스틱을 더 포함할 수도 있다.
In addition, the present embodiment may further include an interface for the user to directly drive the
또한, 다른 실시예에 따르면, 상술한 스푼, 포크 외에도 다양한 그리퍼(gripper)를 사용하여 면류 뿐만 아니라, 다른 음식물들, 예를 들면, 두부류, 마른반찬, 밥 등을 집을 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 그리퍼는 스푼 또는 주걱 형태가 아닌 집게 형상으로서, 한쌍의 톱니 형상의 집게가 음식물을 잡는 구조를 가질 수 있다. 집게의 일단이 구부러진 상태에서 면류를 잡으면, 면류를 잡으면서 자른 후 집게 내부에 수용할 수 있다. In addition, according to another embodiment, in addition to the spoon and fork described above, various grippers may be used to pick up not only noodles but also other foods such as tofu, dried side dishes, rice, and the like. That is, the gripper according to the present embodiment may have a tong shape, not a spoon or a spatula, and may have a structure in which a pair of tooth-shaped tongs catch food. If one of the tongs is bent and the noodle is caught, the noodle can be cut and held inside the nipper.
본 실시예에 따른 그리퍼는 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하에서 설명되는 집게의 형태는 본 발명에 적용되는 다양한 구조 중 하나의 실시예로 이해되어야 한다. The gripper according to the present embodiment may be implemented in various forms, and the shape of the tongs described below should be understood as one embodiment of various structures applied to the present invention.
도시하지는 않았으나, 본 실시예는 몸체, 톱니부, 제1 바, 집게부, 제2 바를 포함할 수 있다. 몸체는 그리퍼의 몸체로서 제3 로봇암(미도시)의 일단에 결합할 수 있다. 제3 로봇암은 상술한 암 지지대(130)에 결합하여 그 연장된 방향으로 이동할 수 있다.Although not shown, the present embodiment may include a body, a toothed part, a first bar, a tong part, and a second bar. The body may be coupled to one end of a third robot arm (not shown) as the body of the gripper. The third robot arm may be coupled to the
한쌍의 톱니부는 몸체에 회동가능하도록 결합하며, 서로 치합하여 하나의 톱니가 회전하는 경우 다른 하나의 톱니가 회전할 수 있다. 한쌍의 톱니부는 제3 로봇암의 회전 수단에 의해 회전할 수 있다. 예를 들면, 제3 로봇암은 모터를 포함하며, 톱니부는 모터에 연결되어 모터의 회전에 따라 소정의 방향으로 회전할 수 있다. 톱니부의 회전 속도, 회전 방향, 회전 시간, 회전 주기 등 회전과 관련된 정보는 상술한 암 제어부에 의해 제어될 수 있다.The pair of teeth is rotatably coupled to the body, and when one tooth rotates by being engaged with each other, the other tooth may rotate. The pair of teeth can be rotated by the rotating means of the third robot arm. For example, the third robot arm may include a motor, and the teeth may be connected to the motor to rotate in a predetermined direction according to the rotation of the motor. Information related to the rotation, such as the rotational speed, the rotation direction, the rotation time, the rotation period of the tooth portion can be controlled by the above-described arm control unit.
여기서, 한쌍의 톱니부는 각각 제1 톱니부와 제2 톱니부로 지칭될 수 있으며, 이하에서 설명되는 한쌍의 구성요소들도 제1 및 제2의 명칭으로 지칭될 수 있다.Here, the pair of teeth may be referred to as a first tooth and a second tooth, respectively, and a pair of components described below may also be referred to as first and second names.
한쌍의 제1 바는 각각 톱니부에 일단이 회동가능하도록 결합하고, 타단은 집게부의 각 일단에 회동가능하도록 결합한다. A pair of first bars are respectively coupled to the toothed portion so that one end is rotatable, and the other end is rotatably coupled to each end of the tongs portion.
한쌍의 제2 바는 몸체에 일단이 결합하고, 타단은 집게부의 각 일측에 회동가능하도록 결합한다. 제2 바가 집게부에 결합하는 각 위치는 집게부의 중심부 영역이 될 수 있다.One pair of second bars is coupled to the body, and the other end is rotatably coupled to each side of the forceps. Each position where the second bar is coupled to the tongs may be a central region of the tongs.
집게부는 톱니부의 회전에 따른 제1 바의 이동에 상응하여 제2 바의 타단을 중심으로 회전하여 타단이 음식물을 집는 집게 동작을 할 수 있다.
The tongs may rotate about the other end of the second bar in response to the movement of the first bar according to the rotation of the toothed part, so that the other end may operate the tongs to pick up food.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 면류 식사 보조 로봇의 포크를 도시한 도면이다. 도 10을 참조하면, 복수의 창(410), 푸쉬 바(420)가 도시된다. 10 is a view showing a fork of the noodle meal assistance robot according to a third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 10, a plurality of
본 실시예는 포크에 결합한 음식물을 용이하게 포크로부터 이탈시키기 위한 구조를 제시하는 특징이 있다. This embodiment has a feature of suggesting a structure for easily separating food from the fork to the fork.
복수의 창(410)은 면류를 포함하는 음식물에 꽂혀서 음식물을 들어 올리는 일반적인 포크의 일단이다. 푸쉬 바(420)는 포크의 연장 방향으로 이동하여 복수의 창(410)에 꽂힌 음식물을 복수의 창(410)으로부터 밀어서 이탈시키는 기능을 한다. The plurality of
여기서, 제2 로봇암(120)은 푸쉬 바(420)를 포크의 연장 방향을 따라 왕복 운동시키는 바 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 바 제어부는 모터를 포함할 수 있으며, 푸쉬 바(420)는 모터의 회전축에 결합하여 모터의 회전에 따라 포크의 연장 방향을 따라 왕복 운동함으로써 복수의 창(410)에 결합한 음식물을 밀어낼 수 있다.
Here, the
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 면류 식사 보조 로봇의 식사 도구 수납 장치를 도시한 도면이다.FIG. 11 is a view illustrating a meal tool storage device of the noodle meal assisting robot according to the fourth embodiment of the present invention. FIG.
본 실시예는 상술한 다양한 형태의 집게를 수납하기 위한 식사 도구 수납 장치(510)를 포함할 수 있다. 상술한 제1 내지 제3 로봇암은 식사 도구 수납 장치(510)에 위치한 다양한 형태의 집게와 선택적으로 결합할 수 있다. 도시된 바에 따르면, 식사 도구 수납 장치(510)에는 다양한 식사 도구, 예를 들면, 스푼(521), 포크(522), 그리퍼(523)가 구비되어 있으며, 각 식사 도구는 하나만 도시되어 있으나, 여러 종류의 식사 도구가 복수로 구비될 수도 있다. This embodiment may include a meal
각 로봇암은 각 식사 도구의 손잡이 또는 몸체를 잡기 위한 수단이 구비될 수 있다. 또한, 각 로봇암은 음식물의 종류에 따라 사용되는 특정 그리퍼와 결합한 후 이를 조작하는 구성을 가질 수 있다. Each robot arm may be provided with means for holding the handle or the body of each eating utensil. In addition, each robot arm may have a configuration for manipulating it after combining with a specific gripper used according to the type of food.
이러한 특징에 따르면, 그리퍼의 종류를 용이하게 변경하고, 각 그리퍼의 동작에 따라 음식물 제공 동작을 변경할 수 있으므로, 여러 가지 형태의 식사를 용이하게 하도록 도와주는 특징이 있다.
According to this feature, since the type of gripper can be easily changed and the food supply operation can be changed according to the operation of each gripper, there are features that help to facilitate various types of meals.
도 12 내지 도 13을 참조하면, 로봇암과 식사 도구의 결합 구조가 도시된다. 도 12의 (a)는 개방 링(310)을 나타내고, 도 12의 (b)는 화살표 방향으로 식사 도구가 결합하는 로봇암의 일단인 로봇암 결합부(620)를 나타내며, 도 13의 (a)는 결합전의 로봇암 결합부(620) 및 식사 도구 결합부(630)의 측면도이고, 도 13의 (b)는 결합후의 로봇암 결합부(620) 및 식사 도구 결합부(630)의 측면도이다.12 to 13, a coupling structure of the robot arm and the eating utensil is shown. FIG. 12A shows the
로봇암과 식사 도구의 결합 구조는 개방 링(310)에 의하여 지지될 수 있다. 이하에서는 설명되는 식사 도구에 결합하는 로봇암은 상술한 제1 내지 제3 로봇암 중 어느 하나 이상이 될 수 있으며, 식사 도구는 스푼, 포크, 그리퍼 등 다양한 도구가 될 수 있다.The coupling structure of the robot arm and the eating utensil may be supported by the
로봇암에 결합하는 식사 도구의 일단, 즉, 식사 도구 결합부(630)는 외부를 따라 외부홈(631)이 형성된다. 식사 도구 결합부(630)와 결합하는 로봇암의 일단, 즉, 로봇암 결합부(620)는 식사 도구 결합부(630)가 삽입되는 삽입홀의 내부 측면을 따라 내부홈(621)이 형성된다. 로봇암 결합부(620)의 내부홈(621)에 개방 링(610)이 삽입되어 결합한다. 개방 링(610)은 일부 영역이 절단된 원형의 링이 될 수 있다. 개방 링(610)이 내부홈(621)에 삽입되는 경우 개방 링(610)의 내측면은 삽입홀의 내부 측면에 돌출될 수 있다. One end of the meal tool coupled to the robot arm, that is, the
이러한 구조에 따르면, 식사 도구 결합부(630)가 로봇암 결합부(620)의 삽입홀에 삽입되는 경우 식사 도구 결합부(630)는 개방 링(610)을 벌리면서 이동하고, 외부홈(631)이 내부홈(621) 위치에 오는 경우 개방 링(610)의 내측면은 탄성에 의해 원래 크기가 되어 식사 도구 결합부(630)의 외부홈(631)과 결합하여 식사 도구를 지지할 수 있다. According to this structure, when the
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 로봇암은 식사 도구와 자석으로 결합할 수 있다. 예를 들면, 본 실시예에 따른 식사 보조 로봇은 식사 도구에 결합하는 로봇암의 일단, 즉, 로봇암 결합부(720)에 결합한 제1 자석 결합부(721)와, 로봇암에 결합하는 식사 도구의 일단, 즉, 식사 도구 결합부(730)에 결합하여 제1 자석 결합부(721)와 자력으로 결합하는 제2 자석 결합부(731)를 포함할 수 있다. 이 경우 제1 자석 결합부(721) 및/또는 제2 자석 결합부(731)는 영구자석이거나 또는 전자석이 될 수 있다. 이러한 실시예에 따르면, 로봇암은 자력을 이용하여 다른 종류의 식사 도구와 결합할 수 있다. In addition, according to another embodiment of the present invention, the robot arm may be coupled to the eating utensil and the magnet. For example, the meal assistance robot according to the present embodiment includes one end of the robot arm coupled to the meal tool, that is, a first
또한, 이 경우 식사 도구를 로봇암으로부터 제거하는 방법은 다양하게 구현될 수 있으며, 예를 들면, 별도의 제거용 로봇암으로 이용하여 식사 도구 결합부(730)를 도면의 아래 방향 또는 측방향으로 당기거나, 식사 도구를 식사 도구 수납 장치(510)에 삽입한 후 로봇암을 측방향으로 이동시키거나, 또는 자석이 전자석인 경우 전원을 인가하지 않음으로써 자력을 제거하여 식사 도구를 로봇암으로부터 제거할 수 있다.
In addition, in this case, a method of removing the eating utensils from the robot arm may be implemented in various ways. For example, using the separate removing robot arm, the eating
또한, 다른 실시예에 따르면, 다양한 기능과 향후의 부가되는 확장성을 보장하기 위하여, 상술한 로봇의 각 보드간 통신용 프로토콜을 공통으로 사용할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 패킷은 0xff, 0xff의 두 바이트로 시작하고, 송수신 ID 주소, 명령어, 데이터 및 이들의 전송 에러를 검출하기 위한 체크섬으로 구성될 수 있다.In addition, according to another embodiment, in order to ensure various functions and added scalability in the future, the above-described communication protocols for each board of the robot may be commonly used. That is, the packet according to the present embodiment starts with two bytes of 0xff and 0xff, and may be composed of a transmission / reception ID address, an instruction, data, and a checksum for detecting a transmission error thereof.
예를 들면, 표 1은 입력장치에 수신되는 패킷이며, 표 2는 입력장치가 응답하는 패킷이다. 여기서 입력장치는 상술한 로봇을 제어하기 위한 입력장치가 될 수 있다.For example, Table 1 is a packet received at the input device, and Table 2 is a packet to which the input device responds. Here, the input device may be an input device for controlling the above-described robot.
표 1에서와 같이 입력장치에 수신되는 패킷은 다음과 같이 구성될 수 있다.As shown in Table 1, the packet received by the input device may be configured as follows.
checksum = buf[ 2 ] + buf[ 3 ] + buf[ 4 ] + buf[ 5 ] + buf[ 6 ];checksum = buf [2] + buf [3] + buf [4] + buf [5] + buf [6];
checksum = ( INT8U )( ~checksum & 0x00ff );
checksum = (INT8U) (~ checksum &0x00ff);
표 2에서와 같이 입력장치에서 송신하는 패킷은 다음과 같이 구성될 수 있다.As shown in Table 2, a packet transmitted from an input device may be configured as follows.
checksum = buf[ 2 ] + buf[ 3 ] + buf[ 4 ] + buf[ 5 ] + buf[ 6 ];checksum = buf [2] + buf [3] + buf [4] + buf [5] + buf [6];
checksum = ( INT8U )( ~checksum & 0x00ff );
checksum = (INT8U) (~ checksum &0x00ff);
이 경우, 메인보드에서 해당 입력장치에 요청시에만, 입력장치(버튼, 조이스틱, 센서 등)의 현재 값을 패킷으로 출력할 수 있다.
In this case, only when the main board requests the corresponding input device, the current value of the input device (button, joystick, sensor, etc.) may be output as a packet.
그 외 본 발명의 실시예에 따른 면류 식사 보조 로봇에 대한 구체적인 작동 방식, 임베디드 시스템, O/S 등의 공통 플랫폼 기술과 통신 프로토콜, I/O 인터페이스 등 인터페이스 표준화 기술 및 엑추에이터, 배터리, 카메라, 센서 등 부품 표준화 기술 등에 대한 구체적인 설명은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진자에게 자명한 사항이므로 생략하기로 한다.In addition, the specific operation method for the noodle meal assistance robot according to the embodiment of the present invention, common platform technology such as embedded system, O / S, communication standardization, interface standardization technology such as I / O interface, actuator, battery, camera, sensor Detailed description of the parts standardization technology, etc. will be omitted since it is obvious to those skilled in the art.
본 발명에 따른 면류 식사 보조 로봇의 동작 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 즉, 기록 매체는 컴퓨터에 상술한 각 단계를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 될 수 있다.The method of operating the noodle meal assisting robot according to the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium. That is, the recording medium may be a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for causing a computer to execute the steps described above.
상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합한 형태로 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.The computer readable medium may include a program command, a data file, a data structure, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as a hard disk, a floppy disk and a magnetic tape, optical recording media such as CD-ROM and DVD, magnetic recording media such as a floppy disk Optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있다. The medium may be a transmission medium such as an optical or metal line, a wave guide, or the like, including a carrier wave for transmitting a signal designating a program command, a data structure, or the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention.
또한, 상술한 각 구성 요소는 물리적으로 인접한 하나의 부품으로 구현되거나 서로 다른 부품으로 구현될 수도 있다. 후자의 경우 각 구성 요소는 인접하거나 또는 서로 다른 구역에 위치하여 제어될 수 있으며, 이 경우 본 발명은 각 구성 요소를 제어하는 별도의 제어수단 또는 제어실을 구비하여 유선 또는 무선으로 각 구성요소를 제어할 수도 있다. In addition, each of the above-described components may be embodied as one physically adjacent component or may be implemented as a different component. In the latter case, each component can be controlled to be located adjacent to or in a different zone. In this case, the present invention can include a separate control means or control room for controlling each component to control each component in a wired or wireless manner You may.
상기한 바에서, 각 실시예에서 설명한 각 구성요소 및/또는 기능은 서로 복합적으로 결합하여 구현될 수 있으며, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
In the above description, the respective components and / or functions described in the embodiments may be combined and combined, and those skilled in the art will understand that the present invention It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.
100 : 로봇 110 : 제1 로봇암
111 : 스푼 120 : 제2 로봇암
121 : 포크 130 : 암 지지대
140 : 정보 저장부 150 : 암 제어부
210 : 식기 231 : 병 지지대
232 : 구동부 241 : 물병
242 : 국병 410 : 복수의 창
420 : 푸쉬 바 510 : 식사 도구 수납 장치
610 : 개방 링 620, 720 : 로봇암 결합부
621 : 내부홈 630, 730 : 식사 도구 결합부
631 : 외부홈 721 : 제1 자석 결합부
731 : 제2 자석 결합부100: robot 110: first robot arm
111: spoon 120: second robot arm
121: fork 130: arm support
140: information storage unit 150: cancer control unit
210: tableware 231: bottle support
232: drive unit 241: water bottle
242: Armed Forces 410: Revenge Spear
420: Push Bar 510: Meal Tool Storage
610:
621:
631: outer groove 721: first magnet coupling portion
731: the second magnetic coupling portion
Claims (11)
일단에 포크의 손잡이가 결합하는 제2 로봇암; 및
상기 제2 로봇암을 제어하여, 상기 포크를 식기의 면류에 꽂은 후 상기 포크의 연장방향을 축으로 하는 제1 방향으로 회전시켜서 상기 면류를 상기 포크에 감은 후 상기 포크를 들어 올려 상기 제1 로봇암에 결합된 상기 스푼의 음식물 수용부 상에 위치시킨 후 상기 포크의 연장방향을 축으로 하며 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전시켜서 상기 포크에 감긴 상기 면류를 상기 스푼의 음식물 수용부에 올리는 암 제어부를 포함하는 면류 식사 보조 로봇.
A first robot arm to which the handle of the spoon is coupled at one end;
A second robot arm to which the handle of the fork is coupled at one end; And
By controlling the second robot arm, the fork is inserted into the surface of the tableware, and then rotated in a first direction having an axis of extension of the fork to wind the surface of the surface of the fork. After positioning on the food receiving portion of the spoon coupled to the arm is rotated in the second direction opposite to the first direction with the axis of extension of the fork to accommodate the food of the spoon wound the noodles Noodles meal aid robot including the arm control unit to raise the wealth.
연장된 방향으로 상기 제1 로봇암과 제2 로봇암이 이동 가능하도록 결합하는 바 형상의 암 지지대를 더 포함하는 면류 식사 보조 로봇.
The method according to claim 1,
And a bar support arm supporting the first robot arm and the second robot arm to move in an extended direction.
상기 암 제어부는 상기 제1 로봇암을 제어하여, 상기 면류가 올려진 상기 스푼의 음식물 수용부를 음식물 섭취자의 입 위치에 상응하여 미리 저장된 위치 정보에 이동시키는 것을 특징으로 하는 면류 식사 보조 로봇.
The method according to claim 1,
And the arm control unit controls the first robot arm to move the food receiving portion of the spoon on which the noodles are raised to prestored position information corresponding to the mouth position of a food intake user.
상기 제1 로봇암은 상기 스푼의 손잡이에 형성된 제1 돌출부에 의해 눌리는 제1 버튼 및 상기 포크의 손잡이에 형성된 제2 돌출부에 의해 눌리는 제2 버튼을 포함하고,
상기 제2 로봇암은 상기 스푼의 손잡이에 형성된 제1 돌출부에 의해 눌리는 제3 버튼 및 상기 포크의 손잡이에 형성된 제2 돌출부에 의해 눌리는 제4 버튼을 포함하되,
상기 암 제어부는 상기 제1 버튼이 눌리는 경우 상기 제1 로봇암에 상기 스푼의 결합 상태를 인식하고, 상기 제4 버튼이 눌리는 경우 상기 제2 로봇암에 상기 포크의 결합 상태를 인식하는 것을 특징으로 하는 면류 식사 보조 로봇.
The method according to claim 1,
The first robot arm includes a first button pressed by a first protrusion formed on the handle of the spoon and a second button pressed by a second protrusion formed on the handle of the fork,
The second robot arm includes a third button pressed by the first protrusion formed on the handle of the spoon and a fourth button pressed by the second protrusion formed on the handle of the fork,
The arm controller recognizes the coupling state of the spoon to the first robot arm when the first button is pressed, and recognizes the coupling state of the fork to the second robot arm when the fourth button is pressed. Noodle Meal Assistant Robot.
병 지지대;
상기 병 지지대의 일측에 결합하며, 빨대가 삽입되고 물이 담긴 물병;
상기 병 지지대의 타측에 결합하며, 빨대가 삽입되고 국이 담긴 국병; 및
상기 병 지지대를 상기 병 지지대의 연장방향을 축으로 회전시켜서 상기 물병 또는 국병에 삽입된 빨대의 일단을 음식물 섭취자의 입 위치로 미리 저장된 위치 정보에 상응하여 이동시키는 구동부를 더 포함하는 면류 식사 보조 로봇.
The method according to claim 1,
Bottle support;
A water bottle coupled to one side of the bottle support, into which a straw is inserted and containing water;
Coupled to the other side of the bottle support, the straw is inserted and the soup bottle containing soup; And
Rotating meal support robot further comprises a drive unit for rotating the bottle support axis in the extending direction of the bottle support to move one end of the straw inserted in the water bottle or bottle to the mouth position of the food intake in accordance with the pre-stored position information .
상기 스푼의 음식물 수용부는,
상기 면류가 수용되도록 소정의 각도를 형성하고 회동 가능하도록 결합하는 사이드면과 하부면을 포함하는 상부 서포터;
상기 사이드면과 하부면이 형성하는 예각이 커지는 방향으로 상기 사이드면에 회전력을 인가하는 탄성수단;
상기 상부 서포터의 사이드면을 지지하는 하부 서포터; 및
상기 상부 서포터와 상기 하부 서포터 사이에 개재되어 상기 상부 서포터와 상기 하부 서포터의 이격 거리를 조절하는 높이 조절 수단을 포함하는 면류 식사 보조 로봇.
The method according to claim 1,
The food container of the spoon,
An upper supporter including a side surface and a bottom surface to form a predetermined angle to be rotatable and to be rotatable;
Elastic means for applying a rotational force to the side surface in a direction in which the acute angle formed by the side surface and the bottom surface increases;
A lower supporter supporting a side surface of the upper supporter; And
And a height adjusting means interposed between the upper supporter and the lower supporter to adjust a separation distance between the upper supporter and the lower supporter.
일단에 그리퍼(gripper)가 결합하는 제3 로봇암을 더 포함하되,
상기 암 제어부는 상기 제3 로봇암을 제어하여, 상기 그리퍼가 상기 면류를 포함하는 음식물을 집어서 상기 스푼의 음식물 수용부에 올리는 것을 특징으로 하는 면류 식사 보조 로봇.
The method according to claim 1,
Further includes a third robot arm to which the gripper is coupled to one end,
And the arm controller controls the third robot arm, and the gripper picks up food containing the noodles and places the food on the food container of the spoon.
상기 그리퍼는,
몸체;
상기 몸체에 회동가능하도록 결합하는 한쌍의 톱니부;
상기 톱니부에 일단이 회동가능하도록 결합하고, 타단은 집게부의 일단에 회동가능하도록 결합하는 한쌍의 제1 바;
상기 몸체에 일단이 결합하고, 타단은 상기 집게부의 일측에 회동가능하도록 결합하는 한쌍의 제2 바; 및
상기 톱니부의 회전에 따른 상기 제1 바의 이동에 상응하여 상기 제2 바의 타단을 중심으로 회전하여 타단이 상기 음식물을 집는 집게 동작을 하는 한쌍의 집게부를 포함하는 것을 특징으로 하는 면류 식사 보조 로봇.
The method of claim 7,
The gripper
Body;
A pair of teeth coupled to the body to be rotatable;
A pair of first bars that one end is rotatable and the other end is rotatably coupled to one end of the forceps;
A pair of second bars having one end coupled to the body and the other end rotatably coupled to one side of the forceps; And
A noodle meal assisting robot comprising a pair of tongs that rotates around the other end of the second bar in response to the movement of the first bar according to the rotation of the toothed part, and the other end of the tongs to pick up the food. .
상기 제3 로봇암에 결합하는 상기 그리퍼의 일단에 외부를 따라 외부홈이 형성되고, 상기 그리퍼에 결합하는 상기 제3 로봇암의 일단에 상기 그리퍼가 삽입되는 삽입홀의 내부 측면을 따라 내부홈이 형성되며, 상기 제3 로봇암의 내부홈에 개방 링이 결합하고,
상기 그리퍼가 상기 제3 로봇암의 삽입홀에 삽입되는 경우 상기 개방 링의 내측면은 상기 그리퍼의 외부홈과 결합하여 상기 그리퍼를 지지하는 것을 특징으로 하는 면류 식사 보조 로봇.
The method of claim 7,
An outer groove is formed along the outside at one end of the gripper coupled to the third robot arm, and an inner groove is formed along the inner side of the insertion hole into which the gripper is inserted at one end of the third robot arm coupled to the gripper. Opening ring is coupled to the inner groove of the third robot arm,
When the gripper is inserted into the insertion hole of the third robot arm, the inner surface of the opening ring is coupled to the outer groove of the gripper, side surface meal aid robot, characterized in that for supporting the gripper.
상기 그리퍼에 결합하는 상기 제3 로봇암의 일단에 결합한 제1 자석 결합부; 및
상기 제3 로봇암에 결합하는 상기 그리퍼의 일단에 결합하여 상기 제1 자석 결합부와 자력으로 결합하는 제2 자석 결합부를 더 포함하는 면류 식사 보조 로봇.
The method of claim 7,
A first magnet coupling part coupled to one end of the third robot arm coupled to the gripper; And
And a second magnet coupling portion coupled to one end of the gripper coupled to the third robot arm and magnetically coupled to the first magnet coupling portion.
상기 포크는,
상기 면류를 포함하는 음식물에 꽂혀서 상기 음식물을 들어 올리는 복수의 창; 및
상기 포크의 연장 방향으로 이동하여 상기 복수의 창에 꽂힌 음식물을 상기 복수의 창으로부터 밀어서 이탈시키는 푸쉬 바를 포함하고,
상기 제2 로봇암은 상기 푸쉬 바를 상기 포크의 연장 방향으로 왕복 운동시키는 바 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면류 식사 보조 로봇.The method according to claim 1,
The fork is,
A plurality of windows inserted in the food including the noodles to lift the food; And
It includes a push bar to move in the extension direction of the fork to slide the food stuck in the plurality of windows from the plurality of windows,
The second robot arm further comprises a bar controller for reciprocating the push bar in the extending direction of the fork.
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- 2012-04-25 KR KR1020120043065A patent/KR101333208B1/en active IP Right Grant
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