KR101346605B1 - 풍선형 공중 로봇 키트 - Google Patents

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Abstract

풍선을 이용하여 공중 부양되어, 프로그래밍된 제어 보드에 의해 수평 및 수직 방향으로 이동이 가능한 풍선형 공중 로봇 키드가 개시되어 있다.
본 발명에 따르는 풍선형 공중 로봇 키트는 풍선; 상기 풍선과 결합되는 메인 래크; 제 1 모터, 제어 보드 및 배터리가 장착되는 질량 부착판; 상기 제 1 모터에 의해 구동되고, 상기 메인 래크와 기어 결합되며, 상기 질량 부착판을 상기 메인 래크를 따라 이동시키기 위한 피니온; 그 일단부가 상기 메인 래크에 고정되고, 상기 메인 래크의 길이 방향에 수직하게 장착되는 제 1 조절 판; 상기 제 1 조절 판의 맞은편에 상기 메인 래크의 길이 방향에 수직하게 장착되며, 그 일 단부가 상기 메인 래크에 고정되는 제 2 조절 판; 상기 제 1 조절 판과 결합되고, 제 2 모터가 장착되는 제 1 프레임; 상기 제 2 조절 판과 결합되고, 제 3 모터가 장착되는 제 2 프레임; 상기 제 2 모터의 회전 축에 결합되는 제 1 프로펠러; 및 상기 제 3 모터의 회전 축에 결합되는 제 2 프로펠러를 포함한다.

Description

풍선형 공중 로봇 키트{Balloon-type Airborne Robot Kit}
본 발명은 풍선형 공중 로봇 키트에 관한 것으로 특히, 풍선을 이용하여 공중 부양되어, 프로그래밍된 제어 보드에 의해 수평 및 수직 방향으로 이동 가능한 풍선형 공중 로봇 키트에 관한 것이다.
로봇 분야는 국가 발전의 주축이 되는 신성장 동력 산업으로 선정되었다. 이에 따라 기계, 조선 부품 산업과 해양 산업 체질 개선 및 해양 로봇 융합 기술의 선도를 위한 원천 기술의 개발과 전문 인력 양성을 위해, 국가적으로 로봇 경진 대회를 개최하고 있다.
이러한 로봇 경진 대회에서는 참여자가 직접 제작한 로봇을 출품하거나, 주체 측에서 로봇 키트를 참여자에게 제공하고, 참여자가 주어진 로봇 키트를 프로그램화한 후 이들 로봇들의 평가하여 순위를 정하고 있다.
로봇 키트에 대한 예가 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 20-0438227에 "마이크로프로세서를 이용한 지능형 자율 이동 로봇 교육용 키트"라는 명칭으로 개시되어 있다. 상기 마이크로프로세서를 이용한 지능형 자율 이동 로봇 교육용 키트는 지능형 자율 이동 로봇에 탑재되는 각종 제어 회로 부품을 모듈화하여 블루투스 통신 모듈부, 리모컨 수신 모듈부, 거리 측정(초음파 & PSD) 모듈부, 조도 & 온도 센서 모듈부, 로봇 팔 모듈부, 무선 카메라 모듈부, 만능 기판 모듈부, 노트북 거치대로 분리구성하고, 교육용 키트에는 상기 분리 구성된 여러 가지 모듈부가 키트의 메인보드 상에 구비된 모듈 장착 공간에 자석식으로 부착되도록 하면서 상기 메인보드 상에 모듈부와 연결 잭으로 연결되기 위한 복수 개의 단자부를 형성하고, 외부기기와의 통신을 위한 RS-232C 및 USB 포트로 이루어진 통신포트, 로봇의 현재 상태 및 로봇의 명령을 표시하는 그래픽 LCD 디스플레이부, 로봇의 제어 및 상태 표시를 문자로 표시하는 문자 표시부, 자율 이동 로봇에 설치된 라인 감지부와 동일한 구조의 라인 감지부, 제어용 마이크로프로세서, 프로그램 다운로드를 위한 ISP 포트, 모션 제어 및 모터 구동을 위한 모터 구동부, 상기 모터 구동부의 제어에 따라 자율이동로봇의 실제 바퀴와 동일하게 회전 작동하는 구동 바퀴로 구성된다.
그러나 상술한 로봇 키트는 육상용 자율 이동 로봇 키트로서, 공중에 부양되어 운행되어 시합하는 공중 부양 로봇의 경진용 로봇으로는 적합하지 않다.
본 발명의 목적은 로봇 경진 대회용으로서 수평면 이동성 및 수직면 이동성이 우수한 풍선형 공중 로봇 키트를 제공하는 것이다.
상기 목적을 실현하기 위한 풍선형 공중 로봇 키트는 풍선; 상기 풍선과 결합되는 메인 래크; 제 1 모터, 제어 보드 및 배터리가 장착되는 질량 부착판; 상기 제 1 모터에 의해 구동되고, 상기 메인 래크와 기어 결합되며, 상기 질량 부착판을 상기 메인 래크를 따라 이동시키기 위한 피니온; 그 일단부가 상기 메인 래크에 고정되고, 상기 메인 래크의 길이 방향에 수직하게 장착되는 제 1 조절 판; 상기 제 1 조절 판의 맞은편에 상기 메인 래크의 길이 방향에 수직하게 장착되며, 그 일 단부가 상기 메인 래크에 고정되는 제 2 조절 판; 상기 제 1 조절 판과 결합되고, 제 2 모터가 장착되는 제 1 프레임; 상기 제 2 조절 판과 결합되고, 제 3 모터가 장착되는 제 2 프레임; 상기 제 2 모터의 회전 축에 결합되는 제 1 프로펠러; 및 상기 제 3 모터의 회전 축에 결합되는 제 2 프로펠러를 포함한다.
바람직하게는, 상기 풍선형 공중 로봇 키트는 상기 메인 래크의 전방 단부에 결합되어 상기 메인 래크의 길이를 전방으로 확장시키기 위한 전방 확장형 래크를 더 포함하며, 또한, 상기 풍선형 공중 로봇 키트는 상기 메인 래크의 후방 단부에 결합되어 상기 메인 래크의 길이를 후방으로 확장시키기 위한 후방 확장형 래크를 더 포함한다.
실시 예에 따라서는, 상기 제 1 조절 판은 그 길이 방향을 따라 소정의 거리를 두고 형성되는 하나 이상의 체결 홀을 가지며, 상기 제 1 프레임은 상기 하나 이상의 체결 홀을 이용하여 나사와 너트로 결합된다.
또한, 상기 제 2 조절 판은 그 길이 방향을 따라 소정의 거리를 두고 형성되는 하나 이상의 체결 홀을 가지며, 상기 제 2 프레임은 상기 하나 이상의 체결 홀을 이용하여 나사와 너트로 결합된다.
또한 바람직하게는, 상기 풍선형 공중 로봇 키트는 상기 메인 래크의 중심부로부터 수직 방향으로 연장되는 제 3 프레임을 더 포함하며, 상기 제 3 프레임은 적어도 하나의 체결 홀을 가지며, 상기 제 1 조절 판은 상기 적어도 하나의 체결 홀을 통한 나사와 너트에 의해 상기 제 3 프레임과 결합된다.
또한, 상기 풍선형 공중 로봇 키트는 상기 메인 래크의 중심부로부터 상기 제 3 프레임에 대향하는 방향으로 연장되는 제 4 프레임을 더 포함하며, 상기 제 4 프레임은 적어도 하나의 체결 홀을 가지며, 상기 제 2 조절 판은 상기 적어도 하나의 체결 홀을 통한 나사와 너트에 의해 상기 제 4 프레임과 결합된다.
본 발명에 의하면, 로봇 분야의 대회 운용 또는 적용 기술로서 로봇 하드웨어 플랫폼을 확보 및 제공하여, 국내 로봇 경진 대회 활성화 및 로봇 산업 육성에 실질적으로 기여할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍선형 공중 로봇 키트를 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 풍선형 공중 로봇 키트의 요부들을 상세히 도시한 도면들이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 구현 예 및 실시 예를 상세히 설명한다.
그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현 예 및 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍선형 공중 로봇 키트를 도시한 사시도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 풍선형 공중 로봇 키트의 요부들을 상세히 도시한 도면들이다.
첨부된 도면들을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 풍선형 공중 로봇 키트는 풍선(101), 메인 래크(102), 질량 부착판(103), 제 1 모터(104), 제어 보드(105), 배터리(106), 피니온(107), 제 1 조절 판(108), 제 2 조절 판(109), 제 1 프레임(110), 제 2 프레임(111), 제 2 모터(112), 제 3 모터(113) 제 1 프로펠러(114), 및 제 2 프로펠러(115)를 포함한다.
상기 메인 래크(main rack, 102)는 상기 풍선(101)과 결합된다. 상기 메인 래크(102) 및 상기 풍선(101)의 결합은 예컨대, 접착제 또는 양면 접착 테이프 등을 이용하여 결합할 수 있다.
상기 질량 부착판(103)에는 상기 제 1 모터(104), 상기 제어 보드(105), 및 상기 배터리(106)가 장착된다.
상기 피니온(107)은 상기 제 1 모터(104)에 의해 구동되고, 상기 메인 래크(102)와 기어 결합된다. 상기 피니온(107)은 상기 제 1 모터(104)에 의해 구동되어 상기 질량 부착판(103)을 상기 메인 래크(102)를 따라 이동시킨다.
상기 제 1 조절 판(108)은 그 일단부가 상기 메인 래크(102)에 고정되고, 상기 메인 래크(102)의 길이 방향에 수직하게 장착된다. 그리고, 상기 제 2 조절 판(109)은 상기 제 1 조절 판(108)의 맞은편에 상기 메인 래크(102)의 길이 방향에 수직하게 장착되며, 그 일 단부가 상기 메인 래크(102)에 고정된다.
상기 제 1 프레임(110)에는 상기 제 1 조절 판(108)이 결합되고, 상기 제 2 모터(112)가 장착된다. 상기 제 2 프레임(111)은 상기 제 2 조절 판(109)과 결합되고, 제 3 모터(113)가 장착된다.
상기 제 1 프로펠러(114)는 상기 제 2 모터(112)의 회전 축에 결합되고, 상기 제 2 프로펠러(115)는 상기 제 3 모터(113)의 회전 축에 결합되어, 상기 제 2 및 제 3 모터들(112 및 113)의 회전과 그 방향에 따라 서지(Surge) 및 요(Yaw)를 각각 발생시킬 수 있다.
실시 예에 따라서는, 상기 풍선형 공중 로봇 키트는 도 3에 도시된 바와 같이, 전방 확장형 래크(116) 및 후방 확장형 래크(117)를 더 포함한다.
상기 전방 확장형 래크(116)는 상기 메인 래크(102)의 전방 단부에 결합되어 상기 메인 래크(102)의 길이를 전방으로 확장시킨다. 또한, 상기 후방 확장형 래크(117)는 상기 전방 확장형 래크(116)가 상기 메인 래크(102)와 결합된 반대편의 상기 메인 래크(102)의 후방 단부에 결합되어 상기 메인 래크(102)의 길이를 후방으로 확장시킨다.
또한, 상기 제 1 조절 판(108)은 그 길이 방향을 따라 소정의 거리를 두고 형성되는 하나 이상의 체결 홀을 가지며, 상기 제 1 프레임(110)은 상기 하나 이상의 체결 홀을 이용하여 나사와 너트로 상기 제 1 조절 판(108)과 결합된다.
또한, 상기 제 2 조절 판(109)은 상기 제 1 조절 판(108)과 유사 또는 동일하게, 그 길이 방향을 따라 소정의 거리를 두고 형성되는 하나 이상의 체결 홀을 가지며, 상기 제 2 프레임(111)은 상기 하나 이상의 체결 홀을 이용하여 나사와 너트로 상기 제 2 조절 판(109)과 결합된다.
또한 실시 예에 따라서는, 상기 풍선형 공중 로봇 키트는 제 3 프레임(118) 및 제 4 프레임(119)을 더 포함한다.
상기 제 3 프레임(118)은 상기 메인 래크(102)의 중심부로부터 수직 방향으로 연장되어 형성된다. 상기 제 3 프레임(118)은 적어도 하나의 체결 홀을 가지며, 상기 제 1 조절 판(108)은 상기 적어도 하나의 체결 홀을 통한 나사와 너트에 의해 상기 제 3 프레임(118)과 결합된다.
상기 제 4 프레임(119)은 상기 메인 래크(102)의 중심부로부터 상기 제 3 프레임에 대향하는 방향으로 연장되어 형성된다. 상기 제 4 프레임(119)은 적어도 하나의 체결 홀을 가지며, 상기 제 2 조절 판(109)은 상기 적어도 하나의 체결 홀을 통한 나사와 너트에 의해 상기 제 4 프레임(119)과 결합된다.
실시 예에 따라서는 상기 제 3 및 제 4 프레임(118 및 119)은 상기 메인 래크(102)와 일체로 형성된다.
또한 실시 예에 따라서는, 상기 풍선형 공중 로봇 키트는 도 1에 도시된 바와 같이, 카메라(120)를 더 포함할 수 있다.
상기 구성에 의하면, 상기 메인 래크(102)는 도시된 바와 같이, 다수의 구멍이 있어 무게를 줄일 수 있으며, 마찬가지로 제 1 및 제 2 조절 판(108 및 109)에는 다수의 체결 홀들이 있어 무게를 또한 줄일 수 있으며, 제 1 및 제 2 조절 판(108 및 109)은 결합 홀의 위치를 변경함으로써 그 결합 위치를 조절할 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 조절판(108 및 109)의 길이를 변경하면 상기 제 1 및 제 프로펠러(114 및 115)의 회전에서도 몸체의 수평 회전력을 증감할 수 있다. 실시 예에 따라서는, 상기 제 1 및 제 2 프레임(110 및 111)과 상기 제 2 및 제 3 모터(112 및 113)의 결합은 예컨대, 고무줄을 활용할 수 있다.
상기 전방 및 후방 확장형 래크들(116 및 117)은 또한 다수의 구멍이 있어 무게를 줄일 수 있다. 또한, 전방 및 후방 확장형 래크들을 수를 가변시킨다면, 일정한 질량 부착 상태에서도 몸체의 수직 회전력을 증감할 수 있다. 상기 피니온(107)은 상기 제 1 모터(104)의 회전에 의해 이동되는데, 질량 부착판(103)에 고정된 상기 제 1 모터(104)와 나사를 활용하여 결합된다. 상기 배터리(106) 및 상기 제어 보드(105)는 상기 질량 부착판(103)에 형성된 배터리 및 제어 보드 고정부에 고무줄(도시하지 않음)을 활용하여 결합될 수 있다. 따라서, 제 1 모터(104)의 축이 회전하면 상기 피니온(107)이 회전하게 되고, 상기 피니온(107)에 의해 상기 질량 부착판(103)이 상기 메인 래크(102) 및 전후방 확장형 래크들(116 및 117)를 따라 병진운동하게 되어 피치(Pitch)를 발생할 수 있게 된다.
따라서 사용자는 상기 제어 보드(105)에 프로그래밍을 다운로드한 후 무게 및 자세 조절을 한 후(컴퓨터와 분리 후, 실납(wire solder) 배치), 대회 운용 또는 적용할 수 있게 된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
101: 풍선 102: 메인 래크
103: 질량 부착판 110, 111, 118, 119: 프레임
104, 112, 113: 모터 105: 제어 보드
106: 배터리 107: 피니온
108, 109: 조절 판 114, 115: 프로펠러
116, 117: 확장형 래크 120: 카메라

Claims (7)

  1. 풍선;
    상기 풍선과 결합되는 메인 래크;
    제 1 모터, 제어 보드 및 배터리가 장착되는 질량 부착판;
    상기 제 1 모터에 의해 구동되고, 상기 메인 래크와 기어 결합되며, 상기 질량 부착판을 상기 메인 래크를 따라 이동시키기 위한 피니온;
    그 일단부가 상기 메인 래크에 고정되고, 상기 메인 래크의 길이 방향에 수직하게 장착되는 제 1 조절 판;
    상기 제 1 조절 판의 맞은편에 상기 메인 래크의 길이 방향에 수직하게 장착되며, 그 일 단부가 상기 메인 래크에 고정되는 제 2 조절 판;
    상기 제 1 조절 판과 결합되고, 제 2 모터가 장착되는 제 1 프레임;
    상기 제 2 조절 판과 결합되고, 제 3 모터가 장착되는 제 2 프레임;
    상기 제 2 모터의 회전 축에 결합되는 제 1 프로펠러;
    상기 제 3 모터의 회전 축에 결합되는 제 2 프로펠러; 및
    상기 메인 래크의 전방 단부에 결합되어 상기 메인 래크의 길이를 전방으로 확장시키기 위한 전방 확장형 래크를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍선형 공중 로봇 키트.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 풍선형 공중 로봇 키트는
    상기 메인 래크의 후방 단부에 결합되어 상기 메인 래크의 길이를 후방으로 확장시키기 위한 후방 확장형 래크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍선형 공중 로봇 키트.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 조절 판은
    그 길이 방향을 따라 소정의 거리를 두고 형성되는 하나 이상의 체결 홀을 가지며,
    상기 제 1 프레임은 상기 하나 이상의 체결 홀을 이용하여 나사와 너트로 결합되는 것을 특징으로 하는 풍선형 공중 로봇 키트.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 조절 판은
    그 길이 방향을 따라 소정의 거리를 두고 형성되는 하나 이상의 체결 홀을 가지며,
    상기 제 2 프레임은 상기 하나 이상의 체결 홀을 이용하여 나사와 너트로 결합되는 것을 특징으로 하는 풍선형 공중 로봇 키트.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 풍선형 공중 로봇 키트는
    상기 메인 래크의 중심부로부터 수직 방향으로 연장되는 제 3 프레임을 더 포함하며,
    상기 제 3 프레임은 적어도 하나의 체결 홀을 가지며, 상기 제 1 조절 판은 상기 적어도 하나의 체결 홀을 통한 나사와 너트에 의해 상기 제 3 프레임과 결합하는 것을 특징으로 하는 풍선형 공중 로봇 키트.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 풍선형 공중 로봇 키트는
    상기 메인 래크의 중심부로부터 상기 제 3 프레임에 대향하는 방향으로 연장되는 제 4 프레임을 더 포함하며,
    상기 제 4 프레임은 적어도 하나의 체결 홀을 가지며, 상기 제 2 조절 판은 상기 적어도 하나의 체결 홀을 통한 나사와 너트에 의해 상기 제 4 프레임과 결합하는 것을 특징으로 하는 풍선형 공중 로봇 키트.
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