KR101513546B1 - 유아 및 어린이용 전방향 이동로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명의 유아 및 어린이용 전방향 이동로봇의 한 예는 사용자가 로봇의 구동을 조작하기 위해 명령을 입력하는 조작부, 그리고 상기 조작부에서 입력되는 명령을 전달받아 구동하는 구동부를 포함하고, 상기 조작부는 사용자가 상기 구동부의 조작 명령을 입력하는 입력부, 그리고 상기 입력부와 연결되며, 상기 입력부에서 입력된 명령 신호를 상기 구동부로 전달하기 위한 제1통신부를 포함하며, 상기 구동부는 상기 제1통신부에서 출력되는 명령 신호를 전달받는 제2통신부, 상기 제2통신부와 연결되며, 상기 제2통신부가 받은 명령 신호를 전달받아 구동부를 제어하는 제어부, 그리고 상기 제어부와 연결되며, 제어부가 전달하는 제어 신호에 따라 이동 구동을 실시하는 이동부를 포함하는 몸체부, 그리고 사용자가 자녀의 연령대에 맞는 기능을 가진 다양한 기능 모듈 중 하나를 선택하여 상기 몸체부 상면에 장착하는 기능부를 구비한다.

Description

유아 및 어린이용 전방향 이동로봇{OMNI-DIRECTIONAL MOVING ROBOT FOR INFANT AND CHILD}

본 발명은 유아 및 어린이용 전방향 이동로봇에 관한 것이다.

종래의 유아 또는 어린이가 탑승하여 구동하는 장치는 일반적으로 합성수지물 등으로서 차량 등 각종의 형상으로 제작되며, 차체에 전후륜이 축설되어 탑승자가 탑승하여 발을 지면상에 접지시켜 구르면서 추진력을 얻도록 함으로써 승용감을 즐길 수 있도록 하는 것으로, 이러한 탑승 놀이구는 단순한 탑승 유희감을 제공하는 데 불과하였던 것이다.

또한, 종래의 유아 또는 어린이가 탑승하여 구동하는 장치는 자녀의 성장에 따라 매번 다른 장치를 구비하여 나이대에 맞게 제공해 주어야 하기 때문에 비용적으로 낭비되는 부분이 많으며, 같은 나이대의 유아 또는 어린이라 해도 자녀가 관심 갖는 대상이 다를 수 있으나 이러한 것을 적절하게 제공하기 힘든 문제점을 가지고 있었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 자녀의 나이, 상황 등에 맞춰 필요한 기능을 갖는 모듈을 교체하여 장착한 이동 로봇을 구비하여 하나의 구동장치로 다양한 기능을 제공하는 유아 및 어린이용 전방향 이동로봇을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 한 특징에 따른 유아 및 어린이용 전방향 이동로봇은 사용자가 로봇의 구동을 조작하기 위해 명령을 입력하는 조작부, 그리고 상기 조작부에서 입력되는 명령을 전달받아 구동하는 구동부를 포함하고, 상기 조작부는 사용자가 상기 구동부의 조작 명령을 입력하는 입력부, 그리고 상기 입력부와 연결되며, 상기 입력부에서 입력된 명령 신호를 상기 구동부로 전달하기 위한 제1통신부를 포함하며, 상기 구동부는 상기 제1통신부에서 출력되는 명령 신호를 전달받는 제2통신부, 상기 제2통신부와 연결되며, 상기 제2통신부가 받은 명령 신호를 전달받아 구동부를 제어하는 제어부, 그리고 상기 제어부와 연결되며, 제어부가 전달하는 제어 신호에 따라 이동 구동을 실시하는 이동부를 포함하는 몸체부, 그리고 사용자가 자녀의 연령대에 맞는 기능을 가진 다양한 기능 모듈 중 하나를 선택하여 상기 몸체부 상면에 장착하는 기능부를 구비한다.

상기 이동부는 상기 몸체부의 상면 하부에 연결 형성되며, 서로 간격이 일정하여 상기 구동부의 균형을 잡아주는 3개의 다리부, 그리고 상기 다리부의 끝단에 형성되며, 지면과 맞닿은 바퀴를 포함하고, 상기 제어부가 상기 이동부로 이동을 명령하는 제어 신호를 출력하면, 상기 제어 신호에 의해 이동 구동하는 바퀴부를 포함한다.

상기 바퀴부는 4개의 옴니휠(omni wheel) 두 쌍이 맞닿게 구성된다.

상기 몸체부는 상기 제어부와 연결되며, 상기 이동부가 상기 제어부의 제어 신호를 전달받아 이동 구동 할 때, 상기 구동부의 외부에서 움직이는 대상이나 장애물을 감지하여 상기 구동부가 해당 대상이나 장애물과 충돌하는 것을 방지하기 위해 외부를 감지한 감지 신호를 상기 제어부로 전달하는 센서부를 더 포함한다.

상기 제어부는 상기 센서부로부터 감지 신호를 전달받아 탑승하고 있는 아이가 충격에 의해 위험에 처하는 것을 방지하기 위해 우회하여 이동하게 하거나 또는 비상 정지 하도록 상기 이동부로 전달되는 제어신호를 발생한다.

상기 기능 모듈은 아기침대, 장난감모빌, 보행용시트, 디스플레이(display), 흔들의자, 자동차시트, 의자 중 적어도 하나이다.

이러한 특징에 따르면, 자녀의 나이, 상황 등에 맞춰 필요한 기능을 갖는 모듈을 교체하여 장착한 이동 로봇을 구비하여 하나의 구동장치로 다양한 기능을 제공하는 유아 및 어린이용 전방향 이동로봇을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 유아 및 어린이용 전방향 이동로봇의 구성을 나타낸 블록도 이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 유아 및 어린이용 전방향 이동로봇의 몸체부를 나타낸 사시도 이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 유아 및 어린이용 전방향 이동로봇에서 몸체부에 결합되는 기능부의 실시예들을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 몸체부에 결합된 기능부가 아기침대일 경우를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 몸체부에 결합된 기능부가 보행용 시트일 경우를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 몸체부에 결합된 기능부가 자동차시트일 경우를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 몸체부에 결합된 기능부가 의자와 디스플레이의 복합 결합일 경우를 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 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 생략하였다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 유아 및 어린이용 전방향 이동로봇에 대하여 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 7을 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 유아 및 어린이용 전방향 이동로봇에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 3를 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 유아 및 어린이용 전방향 이동로봇의 구조는 사용자가 로봇의 구동을 조작하기 위해 명령을 입력하는 조작부(100)와 조작부(100)에서 입력되는 명령을 전달받아 구동하는 구동부(200)를 포함한다.

조작부(100)는 사용자가 구동부(200)를 어떻게 구동할지를 선택하여 해당 명령을 입력하는 입력부(110)와 입력부(110)에 연결되며, 입력부(110)에서 입력된 명령 신호를 구동부(200)로 전달하기 위한 제1통신부(120)를 포함한다.

구동부(200)는 몸체부(210)와 몸체부(210) 상면(21)에 장착되는 기능부(220)를 포함한다.

입력부(110)는 방향키, 가속키, 감속키와 같은 이동부(213)의 이동 방향이나 속도를 조절하는 방향입력키(미도시) 및 기능부(220)의 선택된 기능에 따라 기능부(220)를 조작하는 기능입력키(미도시)를 포함한다.

몸체부(210)는 제1통신부(120)의 명령 신호를 전달받는 제2통신부(211), 제2통신부(211)와 연결되며, 제2통신부(211)로부터 명령 신호를 받아서 구동부(200)의 각 구성들을 제어하는 제어부(212) 그리고 제어부(212)와 연결되며, 제어부(212)가 전달하는 제어 신호에 따라 이동 구동을 실시하는 이동부(213)를 포함한다.

이렇게 구성되는 몸체부(210)는 상면(21)에 기능부(220)을 장착하는 장착 구조를 가진다. 이때, 장착 구조는 나사 결합을 위한 구조이거나 착탈식 구조로 형성된다. 또한, 착탈식 구조로는 벨크로(velcro)를 구비하여 착탈하거나, 벨트(belt)를 이용하여 착탈하는 결합 방식을 이용할 수 있다.

조작부(100)의 제1통신부(120)와 구동부(200)의 제2통신부(211)는 조작부(100)와 구동부(200)가 멀리 떨어져 있어도 입력부(110)에서 입력되는 명령 신호를 구동부(200)에 전달하여 구동부(200)를 조작하기 위해 근거리 무선 통신 기능을 가지며, 본 실시예에서는 블루투스(Bluetooth)를 이용한다.

제어부(212)는 제2통신부(211)를 통해 전달받은 명령 신호를 해당하는 파트로 전달하여 구동부(200)의 구동을 제어한다.

예를 들어, 사용자가 조작부(100)의 입력부(110)를 이용하여 방향 구동을 명령 하였을 경우, 제어부(212)에서 해당 명령 신호를 받으면 이동부(213)에 제어 신호를 전달하여 명령을 수행하게 제어한다.

또 다른 예로, 기능부(220)가 등받이가 움직이는 의자로 구성될 때, 사용자가 조작부(100)의 입력부(110)를 이용하여 등받이 각도를 조절하는 명령을 하였을 경우, 제어부(212)에서 해당 명령 신호를 받으면 기능부(220)에 제어 신호를 전달하여 명령을 수행하게 제어한다.

이동부(213)는 상면(21)의 하부에 연결 형성되는 3개의 다리부(22)와 각 다리부(22) 끝단에 지면과 맞닿아 형성되며, 제어부(212)가 이동부(213)로 이동을 명령하는 제어 신호를 출력하면, 제어 신호에 의해 구동부(200)를 이동시키는 바퀴부(23)를 구비한다.

다리부(22)는 서로 간격이 일정하여 구동부의 균형을 잡아주며, 지면의 요철에 대한 충격이 사용자에게 전달되는 것을 최소화 하기 위하여 완충기(미도시)를 포함한다.

바퀴부(23)는 4개의 옴니휠(omni wheel) 두 쌍이 맞닿게 구성되어 이동하고자 하는 방향에 따라 회전 구동한다.

또한, 이동부(213)는 바퀴부(23)를 구동하기 위한 모터(미도시), 모터의 회전 수를 확인하여 이동 속도 및 모터의 구동 상태가 정상인지를 확인하기 위한 엔코더(미도시), 바퀴부(23)의 이동을 정지시키기 위한 브레이크(미도시) 및 브레이크를 제어하기 위한 클러치(미도시)를 포함한다.

또한, 몸체부(210)는 제어부(212)와 연결되며, 이동부(213)가 제어부(212)의 제어 신호를 전달받아 이동 구동 할 때, 구동부(200)의 외부에서 움직이는 대상이나 장애물을 감지하여 구동부(200)가 해당 대상이나 장애물과 충돌하여 탑승자가 받게 될 충격을 방지하기 위해 외부를 감지한 감지 신호를 제어부(212)로 전달하는 센서부(214)를 더 포함한다.

이러한 센서부(214)는 구동부(200)가 이동 구동하는 방향을 감지하기 위해 몸체부(210)의 측면, 다리부(22)의 외부면 및 바퀴부(23)의 외부면 중 적어도 한 곳에서 지면 방향을 바라보게 구비된다.

또한, 센서부(214)는 장애물 감지하는 것뿐만 아니라 장애물까지의 거리를 측정하고, 이동 방향의 지면에 높이 차가 존재하여 구동부(200)가 이동을 진행 하였을 때, 지면의 높이 차에 의해 구동부(200)가 떨어지거나 넘어지는 것을 방지하고자 지면의 높이 및 단차를 갖는 지면까지의 거리를 감지한다.

이러한 센서부(214)가 감지 신호를 제어부(212)로 전달하면, 제어부(212)는 탑승하고 있는 아이가 충격에 의해 위험에 처하는 것을 방지하기 위해 우회하여 이동하게 하거나 또는 비상 정지 하도록 이동부(213)로 전달하는 제어 신호를 발생 시킨다.

도 3를 참고로 하면, 기능부(220)는 사용자에 의해 선택된 자녀의 나이 대에 맞는 다양한 기능을 가진 기능 모듈(220a 내지 220g)로 이루어지며, 이러한 기능 모듈(220a 내지 220g)을 몸체부(210) 상면(21)에 장착하여 사용된다.

기능 모듈(220a 내지 220g)은 아기침대(220a), 장난감모빌(220b), 보행용시트(220c), 디스플레이(display, 220d), 흔들의자(220e), 자동차시트(220f), 의자(220g)와 같이 유아부터 어린이까지 다양하게 이용할 수 있는 기능을 갖는 모듈이다.

도 4 내지 도 6를 참고로 하여, 기능 모듈(220a 내지 220g)의 예를 들어 설명하면, 사용자의 자녀가 아기 일 때는 도 4과 같이 몸체부(210) 상면(21)에 아기 침대(220a)를 장착하여 구동부(200)에 의하여 이동 구동하는 이동식 아기침대를 이용한다.

사용자의 자녀가 성장하여 걷기 시작할 때는 도 5와 같이 몸체부(210) 상면(21)에 일반적인 아기 보행기에서 하부의 바퀴와 지지대를 제외하는 아기가 앉을 수 있는 시트가 구비되고 탑승 하였을 때 아기의 다리가 바닥에 닿을 수 있게 구성되는 보행용 시트(220c)를 장착하여, 아기를 탑승 시킨 후 부모가 아기를 지지해 주지 않고도 구동부(200)의 이동 구동을 조절하여 보행 연습을 시킬 수 있다.

그리고, 도 6와 같이 자동차시트(200f)로 형성되는 모듈을 이용하면, 아기를 옮기고 안전벨트를 다시 장착시키고 할 필요 없이 자동차시트(200f)인 채로 옮겨서 아기를 동반하여 이동하는 경우에 편의를 도울 수 있다.

또한, 기능 모듈(220a 내지 220g)은 위의 예시와 같이 단독으로 몸체부(210) 상단에 장착하여 사용하는 것 외에도 복수의 기능 모듈(220a 내지 220g)을 조합 장착하여 사용하는 것이 가능하다.

도 7을 참고로 하여, 기능 모듈(220a 내지 220g)의 조합을 한 예를 들어 설명하면, 몸체부(210)의 상면(21)에 의자(220g)와 디스플레이(220d)를 모두 장착하여 의자(220g)에 앉은 아이가 디스플레이(220d)를 통해 놀이 또는 학습 영상을 이용하다.

또 다른 예로써, 아기침대(220a)를 먼저 몸체부(210) 상면(21)에 장착하고 그 위에 장난감모빌(220b)을 결합하여 아기침대(220a)에 눕힌 아이가 장난감모빌(220b)을 보고 놀 수 있게 하는 것이 가능하다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 조작부 110: 입력부
120: 제1통신부 200: 구동부
210: 몸체부 211: 제2통신부
212: 제어부 213: 이동부
214: 센서부 220: 기능부
220a 내지 220g: 기능모듈
21: 상면 22: 다리부
23: 바퀴부

Claims (6)

1. 몸체부와 상기 몸체부의 상면에 형성된 나사 결합 구조 또는 착탈식 구조에 의해 상기 몸체부의 상면에 장착되는 기능부를 포함하며,
   상기 몸체부는
   외부의 조작부에서 근거리 무선통신으로 전송하는 명령 신호를 수신하는 통신부,
   상기 통신부와 연결되며, 상기 통신부로부터 상기 명령 신호를 전달받아 상기 명령 신호에 대응하는 제어 신호를 출력하는 제어부,
   상기 제어부와 연결되며, 상기 제어부가 전달하는 제어 신호에 따라 이동 구동을 실시하는 이동부, 그리고
   상기 이동부가 이동 구동할 때, 외부에서 움직이는 대상이나 장애물을 감지하여 상기 몸체부가 해당 대상이나 장애물과 충돌하는 것을 방지하기 위해 외부를 감지한 감지 신호를 상기 제어부로 전달하는 센서부를 포함하고,
   상기 기능부는 아기침대, 보행용시트, 흔들의자, 자동차시트, 의자 중 하나이며,
   상기 이동부는 상기 몸체부의 상면 하부에 서로 일정 간격으로 연결되어 상기 기능부의 균형을 잡아주는 3개의 다리부 및, 상기 3개의 다리부의 끝단에 각각 형성되며 지면과 맞닿은 바퀴를 포함하고 상기 제어부가 상기 이동부로 이동을 명령하는 제어 신호를 출력하면 상기 제어 신호에 의해 이동 구동하는 바퀴부를 포함하며,
   상기 바퀴는 4개의 옴니휠(omni wheel) 두 쌍이 맞닿게 구성되는 유아 및 어린이용 전방향 이동로봇.
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5. 제1항에서,
   상기 제어부는 상기 센서부로부터 감지 신호를 전달받아 탑승하고 있는 아이가 충격에 의해 위험에 처하는 것을 방지하기 위해 우회하여 이동하게 하거나 또는 비상 정지 하도록 상기 이동부로 전달되는 제어신호를 발생하는 유아 및 어린이용 전방향 이동로봇.
6. 삭제

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