KR101554773B1 - 탁구 로봇 및 동작 방법 - Google Patents

Abstract

로봇 서버 조립체(20)는 배면 패널(21), 배면 패널의 저부로부터 외측으로 연장되고 이의 수평 평면이 배면 패널(21)의 종축에 대하여 각도를 갖도록 위치하는 공 공급 컬렉터 플레이트(23), 배면 패널의 공 공급 탑재 부분(22)과 공 공급 컬렉터 플레이트 사이에 위치하고, 상기 컬렉터 플레이트 내부로 연장된 복수의 공 픽업 구조체들(78, 80, 81, 82)를 갖는 회전가능한 공 픽업 메커니즘(24); 배면 패널의 상부 단부에 배치되는 공 가이드(25); 배면 패널(21)의 전방 표면에 부착되고 공 가이드(25)의 저부로부터 공 픽업 메커니즘(24)까지 연장되어 패쇄된 공 통로(30)를 정의하는 실질적으로 투명한 전방 커버(28); 오실레이터(32)가 상기 공 가이드 상으로 배면 패널의 상부쪽에 탑재되고, 서빙 헤드 조립체(34)가 피봇 가이드(35)를 통하여 상기 오실레이터에 부착된다. 로봇 서버 어셈블리(20)는 기능들의 메뉴로부터 상기 로봇 서버 조립체의 복수의 기능들을 운용하고 특화된 훈련들을 개발하기 위한 퍼스널 컴퓨터에 접속될 수 있는 디지털 컨트롤러(204)를 포함한다.

Description

탁구 로봇 및 동작 방법{Table Tennis Robot and Method of Operation}

(관련 출원)

본 출원은 2009년 10월 28일자로 출원된 임시출원 제61/255,757호 및 2009년 10월 28일자로 출원된 임시출원 제61/255,795호에 의한 우선권을 주장하며, 이들 출원들은 모두 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

본 발명은 탁구공을 서비스하기 위한 로봇 서버 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 휴대용이고, 경제적이고, 잼(jam)이 덜 발생하며, 향상된 공 픽업 특징을 갖는 로봇 서버 조립체에 관한 것이다.

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탁구는 경쟁을 하고 오락성을 갖는 대중적 스포츠이다. 게임의 목적은 탁구대의 각 측에 선수가 있어, 각 선수가 탁구 채로 탁구공을 서비스, 리턴 및 랠리를 할 수 있도록 하는 것이다. 그러나, 선수는 종종 다른 선수 없이도 탁구 경기를 하고 싶을 수 있다. 이러한 목적으로, 다양한 탁구공 서비스 장치 또는 로봇들이 개발되어 왔다. 상기 장치들은 선수에게 공을 서비스하여 선수가 로봇 방향으로 그 샷을 리턴할 수 있도록 한다.

이전의 탁구 로봇들은 다양한 특징들을 가지고 있다. 뉴가든(Newgarden) 소유의 미국 특허 제3,794,001호는 서버에 의해 서비스되는 공에 인가되는 회전량에 변화를 부여하기 위한 비교적 간단한 장치를 개시하고 있다. 상기 미국 특허 제3,794,001호의 개시 사항은 본 명세서에 참조에 의해 포함된다.

미국 특허 제4,844,458호는 패닝 헤드(panning head)를 갖는 탁구 로봇에 관한 것이고; 미국 특허 제4,854,588호는 샷 궤적에 변화를 줄 수 있는 탁구 로봇을 개시하며; 미국 특허 제4,917,380호는 측방의, 접히는 트로프들(troughs)을 가지며, 상기 트로프들은, 공들을 포획하여 상기 트로프들(troughs)로 낙하되도록 하며 상기 트로프들에서 상기 공들이 로봇 서버로 공급되도록 하는 네트 어레이(net array)를 갖는 탁구 로봇을 개시하며; 그리고, 미국 특허 제5,009,421호는 로봇 서버 및 공 포획 네트를 포함하는 휴대용 탁구 서비스 장치를 개시한다. 마지막 2 개의 언급된 특허들은 접을 수 있는 네트 구조를 채용하고 있으며, 상기 접을 수 있는 네트 구조는 또한 탁구대에 부착을 위해 사용되고 로봇 공 서버에 공들을 공급하기 위해서 사용된다. 상기 네트 구조는 중심 부재로부터 방사상으로 연장된 복수의 암들 및 상기 암들 사이에 현수된 네트망(netting)을 포함한다. 상기 네트망은 상기 네트망으로부터 떨어지는 공들을 받기 위한 트로프 장치에 협동적으로 연결되는 하부 가장자리부를 갖는다. 상기 트로프는 상기 공들을 상기 로봇 서버 장치에 공급하도록 배치된다. 전술한 특허들에 개시된 사항은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

당해 기술 분야에 공지된 많은 장치들이 기능적이고 유용하지만, 이들은 종종 리턴된 공들이 포획되고 수집되어 상기 공들을 상기 로봇 서버로 재순환시키는 메커니즘 내로 공급될 때 잼에 취약하다.

따라서, 비교적 간단하고, 경제적인 디자인을 채용하면서도 공의 잼 문제를 해결하고 고객에게 합리적인 가격으로 제공될 수 있으며, 선수에게 복수의 공들을 순차적으로 서비스하기 위한 정교한 서버 장치를 제공하는 것은 바람직하다.

간단히 언급하면, 로봇 서버 조립체는 저부에 만곡된 공 컬렉터 탑재 부분을 갖는 배면 패널을 갖는다. 공 공급 컬렉터 플레이트는 상기 배면 패널의 저부로부터 외측으로 연장된다. 공 픽업 메커니즘은 공 컬렉터 탑재 부분 및 공 공급 컬렉터 플레이트 사이에 동작가능하게 위치한다. 상기 배면 패널의 상측 단부에는 상부 공 가이드가 있다. 전방 커버는 상기 공 가이드의 저부로부터 상기 배면 패널의 상기 전방 표면에 부착된 공 픽업 메커니즘까지 연장되어, 폐쇄된 공 통로를 정의한다. 오실레이터는 상기 상부 공 가이드 위로 상기 배면 패널의 상부에 탑재되고, 서빙 헤드 조립체는 피봇 가이드를 통하여 오실레이터에 부착된다.

일 실시예에서, 상기 전방 커버는 각들과 코너들을 제거하고 상기 공 공급 통로를 통하여 공의 이동을 용이하게 함으로써 잼을 감소시키기 위하여 실질적으로 U-형상을 갖는 단면 구성을 갖는다.

일 실시예에서, 상기 전방 커버는 상기 공 공급 통로 내에서 움직이는 공들을 볼 수 있을 정도로 실질적으로 투명할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 서빙 헤드 조립체는 배출 휠 및 배출 튜브를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 배출 튜브는 플루팅된 보어를 갖는다. 일 실시예에서, 상기 서빙 헤드 조립체는 교체가능한 마찰 재료를 갖는 한 쌍의 반대되는 배출 휠들을 포함한다. 하나 이상의 배출 휠들은 상기 플루팅된 배출 튜브 내부로 동작가능하게 연장될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 공 컬렉터 플레이트는 공의 걸림, 모임 및 잼을 감소시키는 만곡된 구성을 가지며, 공 공급 및 픽업을 용이하게 하기 위하여 상기 로봇의 종축에 대하여 각도를 가질 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 공 픽업 메커니즘은 상기 공 픽업 메커니즘에 의해 공 픽업을 향상시키는 복수의 복원력있는 픽업 핑거들을 갖는 회전 가능한 픽업 휠을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 상기 픽업 휠은 공 픽업 메커니즘에 의한 공 픽업을 향상시키는 변화되는 길이들 및 구성들을 갖는 복수의 공 공급 스프링들을 포함한다.

본 개시 사항의 또 다른 실시예는 탁구 공들이 상기 서빙 헤드로 들어가는 시점에서 상기 공들의 장해를 방지하는 공 가이드 설계이다.

본 개시 사항의 또 다른 실시예는 네트 조립체 또는 트로프 조립체를 수용하도록 확장될 수 있는 로봇 서버 조립체이다.

본 발명의 실시예에 따르면 비교적 간단하고, 경제적인 디자인을 채용하면서도 공의 잼 문제를 해결하고 고객에게 합리적인 가격으로 제공될 수 있으며, 선수에게 복수의 공들을 순차적으로 서비스하기 위한 정교한 서버 장치가 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 구성된 로봇 서버 조립체의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 실시예의 정면도이다.
도 3은 도 1의 실시예의 측면도이다.
도 4는 공 픽업 메커니즘이 없는 로봇 서버 조립체 하부의 등측도로서, 공 트레이 및 공 픽업 메커니즘의 개구를 도시한다.
도 5는 공 픽업 메커니즘의 분해도이다.
도 6은 전방 커버의 후면 투시도이다.
도 7은 공 공급 통로의 상측 단부의 전방 투시도로서, 전방 커버가 없이 상측 공 안내부가 이로부터 제거된 것을 도시한다.
도 8은 공 안내부의 변형 실시예를 도시하는 평면도이다.
도 9는 도 1의 조립체의 의 분해 평면도이다.
도 10은 서빙 헤드부의 분해도이다.
도 11a는 배출 튜브 및 배출 휠 조립체의 대체 실시예를 도시하는 투시도이다.
도 11b는 도 11a의 실시예의 정면도이다.
도 12는 도 1의 조립체와 협력하여 사용되는 디지털 제어부의 평면도이다.
도 13은 이의 저면도이다.
도 14a 내지 14f는 상기 제어부에 표시된 메뉴 선택들 및 해당 기능들이 열거된 표이다.
도 15는 컴퓨터로부터 탁구 로봇을 프로그래밍하고 동작시키기 위한 소프트웨어 애플리케이션들을 도시하는 컴퓨터 스크린 화면이다. 상기 스크린은 예시적일 뿐, 사용자에 편리하도록 기능들을 제어하기 위해 사용될 수 있는 운영 시스템 소프트웨어에 의해 제어되는 적합한 스크린도 본 발명의 범위 내에 포함된다. 예를 들면, 다양한 원문의 또는 C, P, I 및 D와 같은 글자와 숫자가 혼합된 지시부들은 그래픽 기호들로 대체될 수 있다.

본 개시 사항은 많은 다른 형태의 실시예들을 허용하면서, 도면들에 개시되고 본 개시가 개시 사항의 원리들의 예로서만 고려되어야 하고, 본 개시 사항의 넓은 태양을 예시된 실시예들로 제한하려고 함이 아니라는 이해와 함께 상세한 설명에 개시될 것이다.

이제 도면들을 참조하면, 로봇 서버 조립체(20)의 예시적인 일 실시예가 개시된다. 로봇 서버 조립체(20)는 그 저부에 만곡된 공 컬렉터 탑재 부분(22)을 갖는 연장된 배면 패널(back panel, 21)을 포함한다. 공 공급 컬렉터 플레이트(23)는 배면 패널(21)의 저부로부터 직각으로 바깥쪽으로 연장된다. 공 픽업 메커니즘(24)은 배면 패널(21)의 공 컬렉터 탑재 부분(22)에 동작가능하게 결합된다. 상기 배면 패널의 상측 단부에는 상부 공 가이드(25)가 있다. 전방 커버(28)는 배면 패널(21)의 전방 표면에 제거가능하도록 부착되고, 공 가이드(25)의 저부로부터 공 공급 컬렉터 플레이트(23)의 상부로 연장되어 공 픽업 메커니즘(24)을 부분적으로 덮는다. 전방 커버(28) 및 배면 패널(21)은 후술하는 바와 같이 폐쇄된 공 통로(30)를 정의한다. 오실레이터(32)가 상부 공 가이드(25) 위로 배면 패널(21)의 상부에 탑재된다. 서비스 헤드 조립체(34)가 피봇 가이드(35)를 통하여 오실레이터(32)에 부착된다. 이하에서는, 전술된 구성 부재들의 다양한 측면들에 관하여 더욱 상세히 개시될 것이다.

로봇 서버 조립체는 공 버킷 또는 바구니와 같은 컨테이너 내에 탑재되거나, 참조에 의해 본 명세서에 포함된 미국 특허 제5,485,995호에 개시된 바와 같은 부착 수단들을 사용하여 탁구 테이블의 가장자리 상에 바로 탈착가능하도록 탑재될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 탁구 로봇의 일 실시예에서, 배면 패널(21)은 2 개의 탑재 암들(36 및 38)을 포함하고, 각 암들은 상기 탁구 로봇 서버 조립체를 탑재하기 위한 슬롯(40)을 갖는다. 상기 탑재 암들은 참조에 의해 본 명세서에 포함된 미국 특허 제5,335,905호에 개시된 유형의 로봇 탁구 네트 및 서버 조립체의 베이스 컨테이너 부품 내에 상기 로봇을 제거가능 하게 탑재시키기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 로봇은 공들을 포획하고 공들이 로봇 서버로 공급되는 트로프들로 낙하되도록 하는 네트 어레이를 갖는 측방향의 접힐 수 있는 트로프들을 포함할 수 있다. 상기 네트 구조는 중앙 부재로부터 방사상으로 연장되는 복수의 암들 및 상기 암들 사이에 현수된 네트망을 포함한다. 상기 네트망은 상기 네트망으로부터 낙하하는 공들을 받기 위한 상기 트로프들에 협동적으로 연결된 하부 가장자리를 갖는다. 상기 트로프는 상기 로봇 서빙 장치에 상기 공들을 공급하기 위해서 배치된다.

배면 패널(21)은 상기 배면 패널의 전방 표면에 수직하고, 상기 배면 패널의 상부로부터 공 픽업 메커니즘(24)의 바로 위의 지점으로 연장된 제 1 측벽(42)을 가진다. 상기 제 1 측벽의 저부는 상기 공 픽업 메커니즘의 중앙을 향하여 만곡된다. 이격된 제 2 측벽(44)은 배면 패널(21)의 전방 표면들에 수직하고, 공 공급 컬렉터 플레이트(23)의 상부 표면에서 만나도록 배면 패널(21)의 상부로부터 연장된다. 제 2 측벽(42)의 하부는 공 공급 컬렉터(23)의 가장자리로부터 배면 패널(21)의 중앙으로 만곡된다. 또한, 언급된 제 1 및 제 2 측벽들 및 배면 패널(21)은 공 채널(45)을 형성한다. 상기 제 1 및 제 2 측벽들의 만곡부들은 공 픽업 메커니즘(24)으로부터 나와 상기 공 채널 내부로 공들을 안내하도록 설계된다.

공 공급 센서 및 체크 밸브(47)는 배면 패널(21) 상에 탑재되어, 상기 공 채널을 통하여 돌아다니는 각 탁구 공이 스위치를 활성화시킨다. 상기 체크 밸브는 공이 상기 공 채널을 통하여 뒤로 떨어지는 것과 상기 공 센서 스위치를 잘못 활성화시키는 것을 방지한다.

도 4에 도시된 공 공급 컬렉터 플레이트(23)는 일반적으로 오목하거나 접시 형상일 수 있으며, 배면 패널(21)의 저부의 공 컬렉터 탑재 부분(22)의 반경을 따르는 탑재 플랜지(48)를 갖는다. 공 공급 컬렉터 플레이트(23)는 스크류들 또는 다른 접합한 부착 부재들로 배면 패널(21)에 부착된다. 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 공 공급 컬렉터 플레이트(23)는 기울어져 있거나 일측으로 비스듬하여, 상기 컬렉터 플레이트의 수평 평면이 로봇 자체의 종축에 대하여 각도를 갖는다. 또한, 플레이트(23)는 공들이 공 픽업 메커니즘(24)의 좌측을 향해 강제로 흐르도록 중력을 제공하기 위하여, 공 픽업 메커니즘(24) 쪽으로 경사져 있으며, 상기 공들은 상기 공 픽업 메커니즘에 의해 픽업되는 데 있어 더욱 높은 확률을 갖는다. 공 공급 컬렉터 플레이트(23)는 공들이 흘러나오는 것을 막기 위해 상방으로 경사진 전방 립(49)을 특징으로 한다. 공 공급 컬렉터 플레이트(23)는 대전방지성(anti-static) 첨가제를 함유하는 플라스틱으로 구성되어 정전기가 공 픽업 메커니즘(24)으로부터 공들을 밀어내는 것을 방지하는 것을 돕는다.

도 5를 참조하면, 공 픽업 메커니즘(24)은 복수의 외측으로 돌출된 탑재 돌기들(bosses; 52)을 갖는 탑재 플레이트(50)를 포함한다. 이동 기어들(transfer gears; 58 및 60)이 각각 그 위에 탑재될 제 1 샤프트(54) 및 제 2 샤프트(56)가 있다. 동심 연장부(64)를 갖는 메인 기어(62)는 중심 샤프트(65)에 탑재되고 이동 기어들(58, 60)을 체결한다. 메인 기어에 대한 상기 이동 기어들의 기어 비는 분당 150개의 공들 이상의 공 공급률을 가능하게 한다. 중앙 개구부(68)를 갖는 상부 캡(66)은 상기 메인 기어의 동심 연장부(64) 상에 탑재되고 하나 이상의 스크류들(69)에 의해 탑재 플레이트(50)에 고정된다. 전기 공 공급 모터(70)가 상부 하우징 상에 탑재되고, 적어도 일부의 공 공급 모터 사프트(72)가 상기 상부 하우징을 통하여 돌출되어 상기 이동 기어들쪽으로 향한다. 공 공급 모터(70)는, 모터 샤프트(72)에 의해 메인 기어(62)를 차례로 구동하는 이동 기어들(58 및 60)을 축구동한다.

픽업 휠(74)은 와셔 및 스크류 조합(76)에 의해 메인 기어(62)의 동심원 연장부(64)에 회전가능하게 탑재되어, 메인 기어가 회전하면 이것이 회전한다. 상기 픽업 휠의 전방부는 복수의 공 픽업 구조체들을 포함한다. 예를 들면, 복수의 픽업 핑거들(78)이 일 단부에서 픽업 휠(74)에 부착되고 이로부터 돌출된다. 픽업 핑거들(78)은 만곡된 구성을 가지며, 이들의 자유 단부들에서 실질적으로 둥글게 된다. 픽업 핑거들(78)은, 바람직하게는, 플라스틱과 같은 복원력이 있는(resilient) 재료로 구성되며, 바람직하게는 상기 핑거들로부터 정전기가 공들을 밀어내지 않도록, 대전 방지용 첨가제를 더 포함한다. 당해 기술 분야의 숙련된 자들은, 요구된다면, 다른 재료들 및/또는 첨가제가 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 상기 픽업 핑거들의 형상, 대전 방지용 첨가제의 함유, 및 공 공급 컬렉터 플레이트의 경사 및 각도는 결합되어, 공 픽업이 실패하는 것을 감소시킨다.

복수의 가요성을 갖지만 복원력이 있는 공 공급 스플링들(80, 81, 82)도 상기 픽업 휠에 부착된다. 상기 스플링들 각각은 탑재 스크류(84)의 머리부와 체결되기에 적합한 하부 만곡부(83)를 특징으로 하며, 탑재 스크류(84)는 상기 스프링을 픽업 휠(74)에 부착한다. 상기 스프링들은 다른 길이를 가질 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들면, 스프링(80)은 더 작거나 짧은 스프링이다. 스프링(81)은 플레이트(23) 내에서 반원 공의 잼을 막기에 특히 효과적인 긴 스프링이다. 스프링(82)은 중간 길이 스프링이며, 상기 스프링의 후방 부분에 대하여 90 ° 각으로 구부러지거나 형성된 전방 부분(82A)을 갖는다. 90 ° 각으로 배치된 스프링(82)의 전방 부분(82A)은 공의 잼 또는 브릿징을 방지하기 위하여 공들을 쓸어내거나(sweeping), 붙잡기 위한(grabbing) 경로를 만드는데 특히 효과적이다. 또한, 전방 부분(82A)의 방향은 이것이 플레이트(23)의 내려가는 각도 또는 경사쪽으로, 그리고 공 픽업 메커니즘(24)의 좌측으로 향하도록 공들을 이동시키는데에 효과적이 되도록 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 전방 커버(28)는 배면 패널(21)의 상부를 보완하는 상측 부분(85) 및 실질적으로 더 넓은 하측 부분(86)을 갖는다. 상측 부분(85)은 제 1 측벽(88), 제 2 측벽(90) 및 전방벽(92)의 실질적으로 U-형상의 단면부를 가진다. 상기 측벽들은 상기 전방 벽과 결합하는 곳에서 소정의 반경이 있어 전방 커버가 전반적으로 만곡되고, 실질적으로 U-형상의 단면을 갖도록 한다. 상기 2 개의 측벽들 및 전방 벽은 상측 부분의 길이를 연장시키고 하측 부분(86)을 개방시키는 채널(94)을 정의한다. 상기 하측 부분은 배면 패널(21)의 만곡된 바닥 부분(22)의 상부에 상보적으로 구성되고, 이에 인접하며, 공 픽업 메커니즘(24)의 동작 부재들의 적어도 일부를 덮는다. 전방 커버(28)가 배면 패널(21) 상의 슬롯들 내에 알맞게 된 탑재 탭들(96)을 통하여 배면 패널(21)에 부착된다. 위에서 암시된 것과 같이, 배면 패널(21)에 의해 형성된 채널(94) 및 채널(45)은 공의 통로(30)를 정의한다. 전방 커버(28)는 전방 벽(92)의 배면측 상에 척추(spine, 98)를 포함한다. 척추(98)는 상기 척추의 상측 또는 위 단부에서 최소 높이를 가지며, 그 높이는 바닥을 향하여 이의 축 길이를 따라 증가한다. 척추(98)가 바닥 부분(86)에 들어서면서 척추는 만곡된다. 척추(98)의 최대 높이는 상기 만곡부에 인접한다. 전방으로부터 커버(28)를 보면, 상기 척추는 오른쪽으로 만곡된다. 척추(98)의 곡률은 저부 우측에 장벽을 형성한다. 전방 벽(92) 상에는 복수의 횡측으로 연장된 갈비뼈(ribs, 100)를 가지며, 각각은 상기 제 1 또는 제 2 측벽들 중 하나에 연결된다.

전방 커버(28), 상기 공 공급 스프링들의 특히 만곡된 또는 실질적으로 U-형상의 단면, 크기, 형상 및 방향, 및 상기 컬렉터 플레이트의 형상 및 방향은 다른 공들이 상기 픽업 메커니즘에 도착하는 것을 방지하도록 몇 개의 공들이 배열되는 공의 장해(hang-up)의 수를 감소시키도록 조합될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 전술한 바와 같이, 컬렉터 플레이트(23) 및 공 픽업 메커니즘(24)은 공 통로(30) 내부로 개방 통로가 있는 상기 장치의 좌측으로, 공을 최적으로 유도한다. 척추(98)는 상기 공 통로 내에서 포획된 공들을 배향 및 정렬시킨다. 그러나, 공들이 상기 통로로 위쪽으로 이동하면서, 상부를 향하여 감소되는 척추(98)의 높이는 상기 공들이 더욱 중앙쪽으로 향하도록 한다. 또한, 사용자가 상기 공들이 서빙 헤드부를 향하여 이동하는 동안 상기 공들의 경로 및 진행을 관할할 수 있도록, 커버(28)는 실질적으로 맑은 플라스틱과 같은 실질적으로 투명한 재료로 제작될 수 있음을 이해하여야 한다.

도 7을 참조하면, 배면 패널(21)은 탑재 플랜지(102)를 포함한다. 상부 공 가이드(25)는 플랜지(102)에서 탑재되고 스크류들 또는 이와 유사한 것으로 고정된다. 상부 가이드(25)는 제 1 측벽(106), 반대의 제 2 측벽(108) 및 배면 벽(110)을 갖는 실질적으로 사각형 형상의 인클로저(enclosure)이다. 상기 전방부는 111에서와 같이, 개방된다. 탑재 플랜지들(112)은 상기 측벽들의 각각의 상부 가장자리들을 따라 연장된다. 상부 가이드(25)의 바닥은 배면 패널(21)의 측벽들에 의해 형성된 공 채널(45)과 짝을 이루도록 충분히 개방되고, 충분한 크기를 갖는다. 개방된 바닥으로부터 개방된 전방부(111)로 향하는 갈비뼈들(114)을 갖는 아치형상의 공 램프(ramp; 113)가 있다. 상기 공 램프의 전방 가장자리 상에는 피봇 핀 안착부(115)가 있다. 중앙 공 가이드(116)는 상부 가이드(25)의 측벽과 배면 벽들의 내면들 사이에 위치한다. 중앙 공 가이드(116)는 배면 벽(110)의 중앙으로부터 연장되어 외측으로 분지되어, 상기 탑재 플랜지들 상에서 종결되는 "쇄골(wishbone)" 구성으로 나뉘어진다. 상기 공 가이드와 상기 공 램프는 개방된 전방부로부터 나온 공들을 서빙 헤드부 내로 향하게 한다.

대체 실시예에 있어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 이중 쇄골형 중앙 공 가이드는 좌우 가이드로 나뉘어진 (쇄골 형상)을 대신하는 것을 제외하고는 이중 쇄골형 디자인과 유사한 기능을 하는 단일 T-형상의 중앙 공 가이드(116)에 의해 대체된다; 단일 중앙 가이드가 남는다. 이 실시예에서, 하부 공 가이드는 제거가능하고, 상부 가이드의 저부 패널을 따라 개구를 덮는 하부 커버 내에 포함된다. 하부 공 가이드는 상기 T-형상 중앙 가이드의 몰딩을 용이하게 하도록 상기 커버로 포함된다.

상기 중앙 가이드들의 2 가지 실시예들 모두에서, 상기 중앙 가이드들의 저부 가장자리는 가이드 및 탁구 공을 더 잘 수용하기 위해 공의 원호와 실질적으로 비슷한 반경 컷아웃(radius cutout; 117)을 가질 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 오실레이터(32)는 커버(118), 적합한 방식으로 상기 커버 내에 고정된 서보(120), 및 상기 서보에 동작가능하도록 결합된 드라이브 핀(122)을 포함한다. 드라이브 핀(122)은 캠(123)을 포함한다. 또한, 드라이브 핀은 조립 동안 상기 핀을 적절하게 정렬시키는데 사용되는 전방 포인터(124)를 갖는다. 적절히 결합되면, 상기 헤드 조립체가 탁구대의 중앙선 아래로 공들을 이송하도록 위치될 때 이 포인터는 상기 오실레이터 커버의 중앙선을 지시할 것이다. 상기 커버의 일 가장자리에는 피봇 가이드 피봇 홀(126)이 있다. 탑재 플랜지들(128)은 상기 측벽들 각각의 저부 가장자리를 따라 연장된다. 상기 오실레이터 커버 상의 상기 탑재 플랜지들은 상기 상부 가이드 상의 탑재 플랜지들을 따라 정렬된다. 오실레이터(32)는 스크류들 또는 다른 부착 수단들로 상부 가이드(25)에 부착된다.

피봇 가이드(35)는 상기 오실레이터의 하부 전방 가장자리 및 상부 공 가이드(25)의 전방부 내에 배치된다. 피봇 가이드는 상부 벽(130), 저부 벽(132) 및 반대의 거울 이미지 측벽들(134)을 포함한다. 상기 측벽들은 오각형 구성을 갖는다. 상기 언급된 측벽들은 상기 피봇 가이드를 통하는 통로(135)를 정의한다. 통로(135)는 상부 공 가이드의 개방된 전방부와 연통된다. 문자 또는 숫자 눈금, 위치 화살표/슬롯 배열 또는 다른 적합한 표시를 포함하는 적어도 하나의 측부 상에 서빙 헤드 각도 지시자(136)가 있다. 탭(138)은 상기 피봇 가이드의 상기 상부벽으로부터 연장되고 연장된 슬롯(140)을 포함한다. 상기 드라이브 핀의 캠(123)이 슬롯(140) 내에 안착된다. 상부 벽(130) 상에 상부 정렬 핀(142)과 저부 벽(132) 상에 대응하는 저부 정렬 핀(미도시)이 있다. 상기 상부 정렬 핀은 피봇 가이드 피봇 홀(126) 내에 피봇식으로 안착되는 구성을 갖는다. 저부 정렬 핀은 상부 공 가이드의 피봇 핀 안착부(115) 내에 피봇식으로 안착되는 구성을 갖는다. 따라서, 피봇 가이드(35)는 좌우로 피봇식으로 움직일 수 있다. 서보(120)의 기동은 탭(138)의 슬롯(140) 내의 피봇 핀(122)의 캠(123)의 체결을 통해 좌우로 피봇 가이드(35)가 움직이도록 한다. 바로 밑에 개시된 바와 같이 구성된 서빙 헤드 조립체(34)는 피봇 가이드(35)에 부착되고, 이로써, 상기 피봇 가이드로 앞뒤로 진동한다. 상기 배면 표면은 전형적 크기의 탁구 공들을 수용할 수 있는 크기를 갖는 원형 구멍을 갖는다.

도 10에 가장 잘 도시된 바와 같이, 서빙 헤드 조립체(34)는 스크류들(153) 또는 이와 유사한 수단에 의해서 서로 고정된 제 1 반부(half; 150) 및 제 2 반부(152)를 포함하는 하우징을 갖는다. 각 반부는 전방 반원 컷 아웃(154) 및 후방 반원 컷아웃(155)를 포함하며, 상기 각각의 컷아웃들은 상기 하우징이 조립될 때 상기 하우징이 각각 공의 통로를 제공하기 위한 크기를 갖는 전방 원형 개구 및 후방 원형 개구를 형성하도록 협력한다. 상기 후방 원형 개구는 상기 피봇 가이드에 정렬된다. 도시된 바와 같이, 제 1 케이싱 반부와 결합되고 모터 커버(158)에 의해서 보호되는 모터(156)이 있다. 필요하다면, 모터가 상기 하우징의 각 반부에 결합되도록 하는 것도 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

상기 케이싱의 저부에서 부싱(bushing; 162) 상에 탑재되는 마찰 블록(friction block; 160)이 있다. 상기 부싱은 상기 마찰 블록을 일관되게 위치시킨다. 일반적으로, 상기 마찰 블록은 내구성을 갖는 고무 등과 같은 큰 마찰 계수를 갖는 재료들로 형성된다. 방출 휠(164)은 모터(156)와 동작가능하게 결합되고 마찰 블록(160)에 인접 배치된다. 또한, 방출 휠(164)은 큰 마찰 계수를 갖는 재료로 형성된다.

공의 통로를 제공하도록 크기가 정의된 보어(172)를 갖는 방출 튜브(170)가 있다. 상기 방출 튜브의 후단부는 상기 표면 주위로 인덱싱 티쓰(indexing teeth; 173)의 주변 밴드(circumferential band) 및 셋 스크류(176) 또는 이와 유사한 것으로 상기 피봇 가이드의 측부들에 회전식으로(pivotally) 부착된 한 쌍의 반대되는 플랜지들(174, 175)을 갖는다. 따라서, 상기 방출 튜브, 상기 피봇 가이드 내의 개구 및 상기 상부 공 가이드들은 서로 정렬된다. 또한, 상기 피봇 방식의 부착 때문에, 상기 서빙 헤드 조립체는 궤적을 변경하도록 위 및 아래로 피봇되고, 상기 셋 스크류에 의해 소정의 위치에 고정될 수 있다. 경사 또는 궤적의 상대적인 각도는 상기 피봇 가이드의 측부 상의 각도 지시자(angle indicator; 136)에 의해 나타낼 수 있다.

튜브(170)의 전방 또는 배출 단부는 상기 마찰 블록에 인접하여 배치된다. 공이 상기 서빙 헤드로 인입되면, 공은 상기 방출 튜브를 경과하고 마찰 블록(160) 상에 위치한 후, 상기 전방 원형 개구를 통하여 상기 서빙 헤드 조립체의 전방부로부터 방출 휠(164)에 의하여 추진된다. 방출 휠(164)는 상기 휠의 외주면이 공이 상기 튜브를 탈출하는 동안 공과 정확히 결합한다. 상기 휠의 속도는 공이 상기 튜브를 나와 외부로 가속될 때 공이 움직이는 속도에 영향을 주도록 변경될 수 있다. 상기 로봇의 종축에 상대적으로 위 아래로 서빙 헤드 조립체 움직일 수 있도록, 상기 서빙 헤드 조립체는 상기 피봇 가이드에 결합되는 것을 이해하여야 한다. 또한, 상기 헤드 조립체는 상기 튜브의 종축을 따라 회전할 수 있다. 주위의 인덱싱 티스(173)에 의해 정의되는 회전 위치들 또는 스톱들의 개수는 상기 공의 회전 종류를 변경하도록 원하는 위치에서 상기 헤드 조립체가 고정되도록 한다.

도 11a 및 도 11b는 또 다른 실시예에 따른 일반적으로 참조 번호 180으로 지시된 배출 휠 및 배출 튜브 조립체를 도시한다. 조립체(180)는 배출 튜브(182)를 포함한다. 배출 튜브(182)는 내부 보어(186)를 정의하는 실린더형 벽(184)을 포함한다. 배출 튜브(182)는 배출 튜브(170)보다 다소 더 큰 축 길이를 갖는다. 벽(184)을 통하는 제 1 개구부(188) 및 상기 벽을 통한 반대의 제 2 개구부(190)가 있다. 상기 제 1 개구부에 인접하는 상기 벽 상에 제 1 휠 탑재 플랜지(192) 및 상기 제 2 개구부에 인접하는 상기 벽 상에 제 2 휠 탑재 플랜지(194)가 있다. 제 1 배출 휠(196)은 상기 제 1 플랜지에 회전가능하게 부착되고 제 2 배출 휠(198)은 상기 제 2 플랜지에 회전가능하게 부착된다. 도시된 바와 같이, 휠들(196 및 198)은 각각 외주 테두리들(200, 202)을 갖는다. 각각의 테두리는 고무와 같은 큰 마찰 계수를 갖는 재료로 된 덮개(204)를 갖는다. 상기 코팅들은 도포되거나, 바람직하게는 이들은 교체될 수 있는, 예를 들면, 교체될 수 있는 고무 밴드들, 오링들 또는 이와 유사한 것일 수 있다. 휠들(196 및 198)은 하나 이상의 테두리 또는 오링을 가지거나 상기 공에 에너지 전달을 향상시키기 위하여 큰 마찰 계수의 물질을 갖는 실질적으로 고상 표면을 가질 수 있다.

도 11b에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각각의 휠들의 테두리부들은 개구부(188 및 190)를 통하여 보어(186) 내부로 약간 돌출된다. 상기 배출 휠들 중 어느 하나 또는 이들 모두는 상기 휠(들)을 회전시키기 위한 모터에 동작가능하게 결합된다. 이 조립체에서는, 공이 배출 튜브(182)로 인입하고, 상기 배출 휠들의 테두리들 사이에 실질적으로 중심을 가지며, 보어(186)를 통하여 배출 헤드로부터 추진된다. 상기 고무 오링들은 상기 볼들에 대하여 양호한 마찰 표면을 제공한다. 이들은 고무 패드가 하나의 더 큰 위치에서 상기 공과 접촉함으로써 제어가능한 크기를 갖는 2 개의 분리된 위치들에서 상기 볼들과 접촉한다. 이것은 공이 양쪽 휠들을 통하여 지나갈 때 셀프 센터링(self centering)의 정도를 제공한다. 또한, 상기 오링들은 낡았을 때 쉽게 교체되어 오늘 날에 우리가 하는 것과 같이 전체 휠를 교체하는 필요성을 피하도록 한다.

일 실시예에서, 상기 배출 튜브의 보어(186)는 도시된 바와 같이 플루팅된(fluted) 내부 표면(205)을 갖는다. 상기 플루팅(fluting)은 공이 많은 양의 공기 저항 또는 난류와 만나지 않고서 상기 튜브를 통해 토출되도록 한다. 상기 플루트들을 공기가 상기 튜브 밖으로 강제되고 공의 비행을 감속시키거나 교란시키거나 상기 공이 나오기 전에 상기 튜브와 접촉하도록 하는 것 대신에, 상기 공기가 대체되고 상기 공기가 상기 공 주위로 부드럽게 흘러가도록 하는 채널로서 역할한다.

상기 배출 튜브 및 휠 구성과 무관하게, 서빙 헤드 조립체(34)는 상기 피봇 가이드의 각 오각형 측벽들의 전방에서 홀들을 경과하는 쇼울더 스크류들 또는 다른 부착 수단들에 의해 플랜지들(174, 175)을 통해 피봇 가이드(136)에 고정된다. 상기 부착 수단들은 상기 서빙 헤드 조립체가 상방 또는 하방으로 기울어질 수 있도록 제조될 수 있다. 상기 서빙 헤드 각도 지시자(146)는 조절 각도를 표시한다. 조절 엄지스크류(adjustment thumbscrew) 또는 다른 적합한 수단들이 소정의 각도록 상기 서빙 헤드를 고정하기 위해 채택될 수 있다. 상기 서빙 헤드 조립체의 전방 표면은 공이 상기 튜브를 떠날 때에 상기 공에 부여될 수 있는 스핀의 다양한 유형들을 가리키는 스핀 위치 지시자들을 특징으로 한다. 예를 들면, 위로, 뒤로, 좌 및 우측 스핀이 있다.

선택적으로는, 상기 공에 전술한 스핀들의 조합이 제공될 수도 있다. 상기 공에 부여된 스핀의 유형은 상기 스핀 위치 지시자들에 의해 지시된 방향으로 상기 피봇 가이드들에 대하여 상기 배출의 종축 주위로 상기 헤드 조립체를 회전시킴으로써 조절된다. 상기 부여된 스핀은 상기 헤드 조립체의 상부 근처의 지시자들에 의해서 표시된다. 상기 헤드 조립체가 회전할수록, 상기 헤드 조립체 내에서 상기 배출 휠의 위치는 이에 따라 다양하게 변한다. 예를 들면, 상기 배출 휠은 상기 배출 경로, 스핀 등을 변화시키기 위하여 상기 공과 지점들의 상부, 저부, 왼쪽 또는 오른쪽 측면 상에 기능적으로 배향될 수 있다.

상기 탁구 로봇은 도 12 및 13에 도시되고 참조 번호 204로 지시된 바와 같이 디지털 컨트롤러에 동작가능하게 연결된다. 컨트롤러(204)는 디스플레이 스크린(206) 및 복수의 버튼들(208)을 포함한다. 복수의 버튼들(208)은 전력 버튼, 상기 디스플레이 스크린 상에 표시되는 메뉴들을 찾아 가고 상기 메뉴들로부터 선택을 하기 위해 사용되는 복수의 버튼들 및 플레이/정지 버튼을 포함한다. 상기 디지털 컨트롤러의 배면 패널은 전원 입력 잭(210), 직렬 커넥터(212), 5 핀 암 연결자(female connector; 214) 및 DB-9 수 연결자(male connector; 216)를 갖는다. 당해 기술 분야에 공지된 전력 변환기가 전원 입력 잭(210)에 연결되어 상기 컨트롤러에 전력을 공급한다. 직렬 커넥터(212)는 상기 컨트롤러를 컴퓨터에 연결시켜 상기 로봇 서버 조립체에 의해서 실행될 다양한 훈련들을 프로그래밍하는 것을 용이하게 하기 위해 사용된다. 5 핀 커넥터(214)는 상기 로봇 서버 조립체에 상기 컨트롤러를 연결시기 위해 사용되어, 상기 컨트롤러가 상기 서버 조립체에 명령을 보내는 것을 가능하게 하고, 상기 로봇 서버 조립체로부터 전달되는 공들의 속도 및 위치를 제어한다. DB-9 수 커넥터(216)는 상기 컨트롤러를 전자 게임, 즉 Pong-Master™에 연결시키기 위해 사용된다.

동작시, 공들은 상기 공 공급 커렉터 플레이트 내로 흐른다. 상기 공 픽업 메커니즘의 모터는 상기 픽업 휠이 상기 메인 및 이송 기어를 경유하는 회전을 유도한다. 상기 픽업 휠이 회전할 때, 상기 픽업 휠에 부착된 상기 복수의 스프링들도 회전하여, 공들이 상기 픽업 메커니즘의 저부 내로 들어가면서 효과적으로 상기 공들을 분리한다. 각 픽업 핑거가 상기 픽업 메커니즘의 저부까지 회전함으로써, 공을 물고 상기 공을 상방으로 공 채널 내부로 추진시킨다. 공들이 대기열을 형성하면, 공들은 위쪽으로 움직여 상기 상부 가이드 내부로 이동할 것이다.

상기 공 센서 스위치는 공이 상기 스위치를 통과할 때마다 각 공의 수를 센다. 상기 센서는 상기 디지털 컨트롤러로 신호를 보내, 상기 디지털 컨트롤러가 특정 개수의 공이 후에는 공 전달을 멈추도록 한다. 또한, 상기 디지털 컨트롤러는 공 픽업을 놓친 때를 정확하게 검출하고, 이후, 상기 로봇 서버 조립체를 통하여 공들이 일정한 흐름을 유지하도록 상기 공 픽업 메커니즘의 회전을 가속시킬 수 있다.

상기 이중-쇄골 중앙 공 가이드는 각 공이 상기 가이드 내에서 걸림이 없이 상기 상부 가이드의 중앙부를 통하여 이동하도록 강제한다. 공 잼을 방지하기에 유리한 상기 상부 가이드의 다른 실시예는, 공들이 상기 상부 가이드를 통하여 전진할 때 공들이 위쪽으로 가다가 전방으로 가는 공 채널의 벤딩부에서 상기 공들이 걸리는 경우를 감소시키기 위하여, 상기 상부 가이드의 높이 및 깊이가 상기 중앙 공 가이드의 반경의 반경을 감소시키기 위한 크기를 갖는다. 이후, 상기 공들은 상기 피봇 가이드를 통하여 상기 헤드 조립체 내부로 이동한다.

일단 상기 헤드 조립체 내부에서, 상기 공들은 회전하는 고무 휠에 의해 잡힌다. 상기 고무 휠은 전술한 바와 같이 상기 공들의 속력을 증가시키고, 상기 공들에 회전력을 부여한다. 상기 헤드 조립체 내부의 고정된 위치에 고무 마찰 블록이 탑재된다. 상기 마찰 블록은 직접적으로 회전하는 휠에 반대된다. 상기 마찰 블록은 상기 헤드 조립체를 통하여 이동하는 공이 상기 회전하는 휠 내부로 들어가도록 강제하고, 상기 회전하는 휠이 상기 공을 잡아 전방으로 던질 때까지 상기 회전하는 휠에 대하여 상기 공을 유지한다. 다른 실시예에서, 상기 공은 바람직하게는 플루팅된 보어를 갖는 배출 튜브로 들어가고, 상기 배출 휠들은 구분된 위치에서 상기 공과 접촉한다. 다른 배열에서, 이후, 상기 공들은 상기 피봇 가이드에 대하여 상기 헤드 조립체의 위치에 의해 결정되는 각도로 상기 헤드 조립체를 탈출한다.

도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 디지털 컨트롤러는 모든 다른 로봇들이 사용하는 스위치들, 다이얼들, 지레대들 및 지시자들보다 더욱 사용자에게 친숙한 시스템인 메뉴 기반의 제어 시스템을 사용한다. 도 14a 내지 도 14f는 본 발명의 다양한 측면들을 열거하는 대표적인 메뉴들을 도시한다. 상기 메뉴 시스템은 처음 턴온될 때 "정상 모드(normal mode)"로 기본 설정된다. 정상 모드는 공의 속력, 공의 빈도수(대기 시간이라고 함) 및 오실레이터 위치의 제어를 허용한다. 정상 모드의 추가적인 "페이지들"을 통하여 또는 훈련 모드로 스위칭시킴으로써, 기설정된 다양한 경기 패턴들이 활성화될 수 있는 추가적인 특징들이 활성화될 수 있다. 선택적으로는, 상기 디지털 컨트롤러가 윈도우 퍼스널 컴퓨터에 연결될 때, 퍼스널 컴퓨터 모드는 상기 로봇 서버 조립체의 동작이 프로그래밍되고 상기 퍼스널 컴퓨터로부터 직접적으로 제어되는 것을 가능하게 한다.

상기 디지털 컨트롤러는 상기 모터 속력을 제어하기 위하여 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation)를 사용한다. 이에 의하면, 전위차 측정 장치들이 가장 작은 속력으로 설정될 때 단지 1 내지 2 Volts 대신에, 완전한 12 V (또는 그 이상)가 항상 상기 모터들을 구동하는 것을 보장할 수 있다. 특히 상기 로봇 서버 조립체 내에서 새롭거나 지저분한 공이 사용될 때 이로 인하여 공 잼 문제가 사라지는 것과 본 발명의 실시예에 따라 사용되는 상기 모터들에서 나타날 수 있는 다른 저전압 문제를 방지할 수 있다.

상기 디지털 컨트롤러는 진동 범위를 설정하는 것을 가능하게 하고, 이에 의해 컨트롤 레버 및 컨트롤 레버 어뎁터들이 제거된다. 10이 탁구대의 중앙 선에 대응하는 위치라면, 0-9 위치들은 상기 중앙선의 좌측의 위치를 지시하고, 11-20 위치들은 상기 중앙선의 우측의 위치를 지시한다. 상기 디지털 컨트롤러는 좌측 및 우측 위치의 선택을 가능하게 한다. 예를 들면, "L2 R18"의 설정은 하나의 공이 좌측 코너, 2에 위치하도록 하고 다음 공이 우측 코너, 18에 위치하도록 할 것이다; 0 또는 1은 19 또는 20의 좌측 측면선을 가로지르는 각도를 갖는 공 또는 우측 측면선을 가로지르는 각도를 갖는 공을 지시한다. 위치들, 2 및 18은 상기 탁구대의 좌측 및 우측 코너들에 전달되는 공들을 지시할 것이다.

랜덤 설정은 공들이 0 과 20 사이의 임의의 위치에서 랜덤하게 위치하고, 상기 탁구대 상에서 공이 더욱 짧게 또는 더 깊게 가도록 공의 속력을 변화시키고, 대기 시간의 경우에도 리듬이 형성되는 것이 더욱 어려워진다. 이에 의하면, 상기 로봇 서버가 덜 예측 가능하고 사람이 경기하는 방식과 더욱 유사해 진다. 상기 디지털 컨트롤러는 문제점들을 정정하고, 장래에 새로운 능력을 추가하기 컴퓨터로 재프로그래밍될 수 있다.

상기 디지털 컨트롤러는 직렬 포트에 의해 "훈련 파일(drill files)"을 생성할 수 있는 소프트웨어 프로그램을 포함하는 윈도우 퍼스널 컴퓨터에 연결될 수 있으며, 상기 훈련 파일은 사용자들 사이에서 전송가능할 수 있어, 예를 들면, 코치는 그의 학생들이 금주의 각 날짜마다 수행할 3 개의 훈련 파일들을 생성하고, 이후, 이들에게 그 주의 주말에 그들의 진척 정도를 평가 한 후 새로운 훈련들을 줄 수 있다. 선택적으로는, 로봇들을 가진 선수들의 동호회는 그들 사이에서 파일들을 교환할 수 있다. 훈련 파일들은 모터 속도들, 공의 위치들 및 연속적인 샷들 사이의 딜레이를 정의할 것이다. 하나의 훈련 파일에 포함될 수 있는 연속적인 공의 개수에 대하여 제한은 없다.

"훈련(drill)" 모드는 퍼스널 컴퓨터에 연결된 디지털 컨트롤러를 갖고 있지 않더라도 디지털 컨트롤러에 의해 실행될 수 있는 설정된 개수의 표준 훈련들을 가질 수 있다. 상기 훈련을 위한 공의 속력 및 대기 시간은, 단일 훈련이 넓은 범위의 경기 기술들에 적합하도록 조절될 수 있다. 상기 로봇에는 64개의 기설치된 표준 훈련들이 따라올 수 있다. 첫번째 32개는 공장 기본 설정 훈련들일 수 있으며, 이는 덮혀 쓰여질 수 없다. 마지막 32개는 덮혀 쓰여질 수 있어, 요구에 의해 수정된 훈련들이 상기 디지털 컨트롤러 상에 저장될 수 있도록 한다.

"정상(normal)" 모드는 모터 속력에 대한 개별적인 제어를 가능하게 하고 더욱 정확하게 공의 위치들을 설정하고, 연이은 샷들 사이의 정확한 딜레이에 대한 훨씬 정밀한 제어를 가능하게 하며, 특정 개수의 공들이 전달되거나 특정 시간이 경과된 후에는 전달되는 것을 정지시키는 것을 가능하게 한다.

"셋-업(set-up)" 모드는 설정들의 조절과 옵션들의 선택이 가능하도록 한다.

"카운트/시간" 옵션은 (노멀 모드에서는) 공들의 개수, (훈련 모드에서는) 반복 회수, 또는 시간의 길이에 의해 공의 전달이 제어되도록 한다.

직렬 포트는 로봇들이 서로 링크되어 모든 제어기가 하나의 디지털 컨트롤러에 의해 제어될 수 있도록 한다. 당해 기술 분야의 숙련자가 잘 이해할 수 있는 바와 같이, 상기 직렬 포트 대신에 임의의 적합한 직렬 또는 병렬 통신 인터페이스가 사용될 수 있으며, 이에는 유니버설 직렬 버스 또는 파이어와이어(FireWire)를 포함할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다. 추가적으로는, WIFI 또는 블루투스와 같은 무선 통신 인터페이스도 적합할 수 있다.

상기 디지털 컨트롤러는 공 픽업이 언제 실패했는지를 검출하기 위해서 공 센서 스위치로부터 신호를 수신한다. 이후, 상기 디지털 컨트롤러는 상기 공 픽업 메커니즘을 신속하게 가속시켜 샷들 사이의 대기 시간에서 매우 적은 딜레이만이 있도록 한다.

상기 장치는 적절하게 프로그래밍될 수 있어, 메뉴 시스템의 메뉴들이 영어, 독어, 프랑스어, 스페인어, 중국어 및 일본어로 표시된다. 상기 디지털 컨트롤러가 사용자가 읽을 수 없는 언어로 이미 설정된 경우에도 언어를 선택할 수 있는 특별한 특징이 있다.

상기 디지털 컨트롤러는 왼손 또는 오른손 동작을 위해 설정될 수 있어, 훈련들이 왼손잡이 또는 오른손잡이 선수들을 위해 그에 맞게 실행된다. 속력 및 왕복운동(oscillation)은 공지된 표준으로 보정될 수 있어, 하나의 로봇에 기록된 훈련들은 다른 많은 로봇들에 공유되고 이에 의해 올바르게 실행될 수 있다. 공 센서는 픽업이 실패하거나 지연되거나 이중으로 송구하는 것을 제거하기 위하여 특정 공 공급 메커니즘으로 보정될 수 있다.

상기 공 언로딩 특징은 공들이 트레이 또는 공 버켓으로부터 언로드되도록 한다. 이러한 특징을 활성화함으로써, 상기 공 공급 모터는 최대 속력(170 공들/분)으로 실행되고, 상기 공들이 상기 공 트레이들로부터 제거되어 이들은 상기 공 배출 구멍 아래에 위치하는 박스 내부에 쌓는다.

상기 디지털 컨트롤러는 공장 기본 설정들로 설정을 복원시키고 기술자에게 상기 디지털 컨트롤러가 적합하게 기능하고 있는지를 신속하게 알리는 것이 가능하도록 하는 고장 수리(troubleshooting) 코드들을 생성하는 공장 설정 복원 및 자기 진단 기능을 포함한다.

소프트웨어 프로그램은 윈도우 퍼스널 컴퓨터에 설치되고 직렬 케이블 또는 다른 적합한 인터페이스를 통하여 상기 디지털 컨트롤러와 상호 접속된다. 상기 소프트웨어 프로그램은 사용자가 상기 디지털 컨트롤러에 대하여 훈련들을 읽고 기록하고, 스크랫치(scratch)로부터 새로운 훈련들을 생성하고 퍼스널 컴퓨터로부터 직접 훈련들을 실행하며, 상기 퍼스널 컴퓨터에 훈련 파일들을 저장하도록 한다. 또한, 상기 소프트웨어 프로그램은 원래의 공장 설정으로 상기 디지털 컨트롤러에 저장된 모든 64 개의 훈련들을 복원한다.

도 15는 상기 소프트웨어 프로그램의 사용자 인터페이스를 도시한다. 드릴은 도 15에 도시된 "프로그래밍된 제어(PROGRAMMED CONTROL)" 머리말 아래의 컨트롤들을 이용하여 생성된다. 훈련은 일련의 순차적 단계들로 이루어진다. 순차적 단계는 먼저 "명령(COMMAND)" 머리말 아래의 화살표들을 이용하여 명령을 선택하는 것에 의해서 생성된다. 유효한 명령들은 위치, 던지기, 대기, 비프 및 속력으로 구성된다. 명령이 선택될 때, 다음으로 연속하는 순서의 숫자가 "#" 열 하의 소프트웨어 프로그램에 의해 자동적으로 부가된다.

명령이 선택된 후에, "값(Value)" 열 하의 화살표들을 이용하거나, 상기 값 열 하의 텍스트들을 선택하기 위한 포인팅 장치 및 소정의 값을 입력하기 위한 키보드 또는 다른 입력 장치를 사용함으로써, 하나의 값이 상기 명령에 할당된다. 위치 명령의 경우에, 값은 1-20의 범위를 갖고, 전술한 바와 같이 공이 중앙선을 기준으로 던져지는 위치를 지칭한다. 대기 명령의 경우에, 값은 0 내지 12.75 초 사이의 범위를 갖고, 다음 공이 던져지기 전까지 기다려야 하는 초 단위의 시간을 지칭한다. 상기 비프 명령은 2 개의 쉼표로 분리된 값들을 포함하는 값을 가지며, 각각은 0 내지 10의 범위를 갖는다. 첫번째 값은 상기 비프의 톤을 제어하고, 두번째 값은 지속 시간이 매우 짧은 0에서부터 매우 긴 10의 상대적인 길이 스케일에 따른 상기 비프의 지속 시간을 제어한다. 속력 명령은 0 내지 30까지의 범위를 가지며, 상기 공이 서버 조립체로부터 튀어나오는 속력을 지칭한다.

"편집(EDIT)" 컬럼은 "C", "P", "I" 및 "D"로 표기된 4 개의 버튼들로 구성된다. 상기 "C" 버튼은 명령 및 값을 복사하는데 사용된다. 이후, 상기 "P" 버튼은 복사된 명령 및 값을 다른 순서 스텝에 붙이고, 새로운 순서 스텝을 생성한다. 상기 "D" 버튼은 상기 "D" 버튼에 대응하는 순서 스텝을 삭제하는데 사용된다. 상기 "I" 버튼은 선택된 상기 "I" 버튼에 대응하는 순서 이전에 새로운 순서 스텝을 생성하는데 사용된다. 이들 문자들은 단지 예시적이며, 그래픽 기호들로 대체되어 상기 소프트웨어가 지원되는 언어들 사이에서 더욱 범용적이도록 한다.

훈련 파일들은 파일 메뉴로부터 저장 명령을 선택함으로써 후일의 사용을 위하여 상기 퍼스널 컴퓨터에 저장될 수 있다. 이후, 상기 훈련 파일에 독특한 이름을 부여하도록 하는 대화 상자가 나타난다. 이전에 저장된 훈련 파일들은 파일 메뉴 상의 Open 명령을 이용하여 호출될 수 있다. 오픈 명령을 선택함으로써 사용자가 이전에 저장된 훈련 파일을 찾는 것을 가능하도록 하는 대화 상자가 표시될 것이다. 일단 훈련 파일이 선택되면, 상기 훈련의 순서 스텝들이 나타난다.

상기 스핀 및 헤드 각도는 표시된 값들의 다음에 있는 화살표들을 사용하여 새로운 값들을 선택함으로써 특정된다. 회전은 위쪽, 뒤쪽, 왼쪽, 오른쪽, 위쪽/왼쪽, 위쪽/오른쪽, 뒤쪽/왼쪽 및 뒤쪽/오른쪽으로부터 선택될 수 있다. 상기 헤드 각도는 1 내지 13의 범위를 가지며, 상기 피봇 가이드 상에 표식들(markings)에 대응된다.

훈련들은, 도 8에 도시된 바와 같이, 머리말 "DRILLS ON CONTROLLER" 아래의 컨트롤들을 이용하여 상기 디지털 컨트롤러로부터 독출되고 이에 기록될 수 있다. 훈련은 먼저 숫자 옆의 화살표들을 사용하여 훈련 숫자를 선택함으로서 독출되거나 기록된다. 상기 독출 버튼은 선택된 숫자에 대응하는 디지털 컨트롤러에 현재 저장된 훈련을 독출하는데 사용된다. 유사하게는, 현재의 훈련 순서는 프로그램 스크린 상에 선택된 숫자에 대응하는 숫자에서 디지털 컨트롤러에 기록될 수 있다. 당해 기술 분야의 숙련자는 퍼스널 컴퓨터 상에 저장된 훈련들 및 "DRILLS ON CONTROLLER" 특징을 이용함으로써, 사용자는 상기 퍼스널 컴퓨터 상의 64 개보다 많은 훈련들을 용이하게 유지할 수 있으며, 시간 상 어느 때에도 상기 디지털 컨트롤에 존재하는 어느 훈련, 64도 선택할 수 있다.

또한, 상기 소프트웨어 프로그램은 공들의 속력 및 방향뿐만 아니라, 던져질 공의 개수 및 공들 사이의 시간을 수동으로 조절할 수 있도록 한다. 사용자가 훈련을 생성하고 있을 때에 훈련에서의 개별 공들의 속력 및 위치를 테스트하는데 사용될 수 있다. 수동 제어는 도 15에 도시된 스크린의 아래 우측의 제목 "Manual Control" 아래의 버튼들을 이용함으로써 달성될 수 있다.

전술한 실시예들은 청구항에 정의된 바와 같이 본 개시 사항이 광범위한 응용을 가질 수 있으며, 상세한 설명에 개시된 실시 형태들에만 한정되어서는 아니된다. 대신에, 본 개시 사항은 청구항들의 명료한 단어들로 제한되어야 하며, 청구항들은 명세서의 도시된 실시예들에 한정되어서는 아니 되며, 실시예들은 본 개시 사항의 최적 실시예를 나타내는 것이지 보호의 정도를 나타내는 것은 아니다. 보호의 범위는 첨부된 청구항들의 범위로만 제한되며, 심사관은 이를 기초로 심사를 하여야 한다.

Claims (21)

1. 탁구공들을 서비스하기 위한 로봇 서버 조립체로서,
   상측 단부 및 하측 단부를 가지는 배면 패널(back panel)-상기 배면 패널은 제 1 측벽 및 이격된 제 2 측벽을 갖고, 상기 측벽들이 상기 배면 패널에 수직임-;
   상기 배면 패널의 상기 하측 단부에 배치되고, 탁구공들을 수집하고 상기 배면 패널의 상기 하측 단부쪽으로 상기 탁구공들을 안내하도록 구성된 공 공급 컬렉터 플레이트(ball feed collector plate);
   상기 배면 패널의 상기 하측 단부에 배치되고, 상기 공 공급 컬렉터 플레이트쪽으로 배향되며, 회전가능하도록 탑재된 픽업 휠 및 상기 픽업 휠에 동작가능하도록 연결된 공 공급 모터를 가지며, 상기 픽업 휠은 상기 픽업 휠로부터 상기 컬렉터 플레이트쪽으로 연장된 복수의 공 픽업 구조체들을 갖는 공 픽업 메커니즘;
   상기 배면 패널의 상기 상측 단부에 배치되고 개방된 저부 및 개방된 전방부를 갖는 공 가이드;
   상기 배면 패널에 부착된 전방 커버-상기 전방 커버 및 상기 배면 패널의 상기 측벽들은 공의 통로를 정의하고, 상기 통로는 상기 공 가이드의 상기 개방된 저부와 연통되는 제 1 개방 단부 및 상기 공 픽업 메커니즘과 연통된 제 2 개방 단부를 가짐-;
   적어도 하나의 배출 휠 및 상기 공 가이드의 개방된 전방부와 연통되는 홈이 형성된(fluted) 표면을 갖는 종축 방향의 보어를 갖는 배출 튜브를 포함하고, 상기 공 가이드에 인접하는 서빙 헤드 조립체; 및
   좌우 패턴 기동 방식으로 서빙 헤드를 이동시키기 위하여 상기 서빙 헤드 조립체에 동작가능하도록 연결된 오실레이터(oscillator)를 포함하는 로봇 서버 조립체.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 전방 커버는 투명한 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇 서버 조립체.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 공 가이드는 중앙 가이드를 더 포함하고,
   상기 중앙 가이드는 T-형 구성 및 쇄골(wishbone) 구성 중 어느 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 로봇 서버 조립체.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 공 가이드의 개방된 전방부와 상기 서빙 헤드 사이에 피봇가능하도록 탑재되고, 상기 서빙 헤드 및 상기 공 가이드의 상기 개방된 전방부와 연통된 통로를 갖는 피봇 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 서버 조립체.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 서빙 헤드 조립체는 상기 피봇 가이드에 부착되고,
   상기 오실레이터는 상기 공 가이드의 상부에 배치되고, 상기 피봇 가이드에 동작가능하도록 연결되며, 서보 및 상기 서보가 기동될 때 상기 피봇 가이드 및 상기 부착된 서빙 헤드 조립체를 좌우 패턴 방식으로 이동시키도록 배열된 피봇 핀을 갖는 것을 특징으로 하는 로봇 서버 조립체.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 공 컬렉터 플레이트의 평면은 상기 배면 패널의 종축에 대하여 각도를 갖도록 배향된 것을 특징으로 하는 로봇 서버 조립체.
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 배출 휠은 한 쌍의 반대되는 테두리들을 가지며, 상기 테두리들 각각은 큰 마찰 계수를 갖는 마찰 커버링(covering)을 가지며, 상기 테두리들이 상기 배출 튜브의 내부로 돌출된 것을 특징으로 하는 로봇 서버 조립체.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 공 픽업 구조체들은 복원력 있는 핑거들을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 서버 조립체.
10. 제 1 항에 있어서,
    기능들의 메뉴로부터 상기 로봇 서버 조립체의 기능들을 조작하는 디지털 컨트롤러를 더 포함하며,
    상기 디지털 컨트롤러는 디스플레이 스크린, 복수의 버튼들, 및 디지털 인터페이스를 포함하며,
    상기 디지털 컨트롤러는 상기 디지털 인터페이스를 통하여 상기 로봇 서버 조립체에 동작가능하도록 연결되고,
    상기 디지털 컨트롤러는 상기 디스플레이 스크린 상의 메뉴 선택들을 표시하도록 구성되며,
    상기 복수의 버튼들은 상기 로봇 서버 조립체의 모드들을 동작시키는 것에 대응되는 특정 메뉴 선택들을 선택하도록 구성된 것을 특징으로 하는 로봇 서버 조립체.
11. 제 10 항에 있어서,
    퍼스널 컴퓨터와 상기 디지털 컨트롤러 사이의 인터페이스; 및
    사용자가, 언어를 선택하는 단계, 상기 디지털 컨트롤러에 대하여 훈련들을 왕래시키면서 독출 및 기록하는 단계, 새로운 훈련들을 생성하는 단계, 상기 퍼스널 컴퓨터로부터 훈련들을 직접 실행시키는 단계, 상기 퍼스널 컴퓨터 상에 훈련 파일들을 저장하는 단계, 및 상기 디지털 컨트롤러에 저장된 훈련들을 오리지널 설정들로 복원하는 단계로 구성된 기능들의 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 프로그램된 기능들을 수행가능하도록 상기 퍼스널 컴퓨터와 상기 디지털 컨트롤러를 조작하기 위한 소프트웨어 프로그램을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 서버 조립체.
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제

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