KR101605059B1 - 큐브형 모듈 조립체 - Google Patents

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KR101605059B1 KR1020150147958A KR20150147958A KR101605059B1 KR 101605059 B1 KR101605059 B1 KR 101605059B1 KR 1020150147958 A KR1020150147958 A KR 1020150147958A KR 20150147958 A KR20150147958 A KR 20150147958A KR 101605059 B1 KR101605059 B1 KR 101605059B1
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Abstract

본 발명은 큐브형 모듈 조립체에 있어서, 다면체 형상으로 형성되어 각 측면의 중앙에 홀이 형성된 본체케이싱과, 상기 본체케이싱의 일측면에 형성된 홀에 결합하되, 일면에 내부의 전력 송신선, 전력 수신선, 데이터 송신선 및 데이터 수신선과 각각 연결되는 복수 개의 코일이 루프 패턴으로 소정 간격 이격되어 형성된 제1 접점 단자를 포함하는 외부 기판부와, 상기 본체케이싱의 타측면에 형성된 홀에 결합하되, 일면에 상기 전력 송신선, 전력 수신선, 데이터 송신선 및 데이터 수신선 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 복수 개의 접촉편이 소정 거리 이격되어 돌출 형성된 제2 접점 단자를 포함하는 외부 결합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 블록식 조립만으로도 전기적으로 연결되어 원격 구동 제어가 가능한 조립 완구를 만들 수 있어 아이들도 쉽게 조립할 수 있고, 기존의 레고 블록과의 결합도 가능하여 창의적인 로봇을 제작할 수 있는 효과가 있다.

Description

큐브형 모듈 조립체{CUBE TYPE MODULE ASSEMBLY}
본 발명은 큐브형 모듈 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 제어 신호 및 전기 신호가 체계적으로 분리되어 블록 방식의 간단한 결합을 통해 전기적으로 구동 가능한 조립 완구를 만들 수 있는 큐브형 모듈 조립체에 관한 것이다.
일반적으로, 완구 조립 시스템은 수십 년간 공지되어 왔다. 간단한 조립 블록은 놀이 가치를 향상시키기 위해, 특정 외형 또는 기계적이거나 전기적 기능을 구비한 전용 조립 요소로 보강되어 왔다. 이러한 기능은 예컨대, 모터, 스위치 및 램프뿐만 아니라, 센서로부터의 입력을 수신하고 수신된 입력에 반응하여 기능 요소를 활성화할 수 있는 프로그램 가능한 프로세서도 포함한다. 전기적으로 구동 가능한 통상의 완구 조립 시스템은, 대응하는 기능을 각각 수행하기 위한 하나 이상의 기능 조립 요소와, 하나 이상의 기능 조립 요소를 각각 제어하기 위한 하나 이상의 제어 조립 요소를 포함하는 복수의 조립 요소를 포함하고, 각각의 조립 요소는 조립 요소와 다른 조립 요소를 전기적으로 접속시키기 위한 적어도 하나의 커넥터를 포함하고, 이때 조립 요소와 다른 조립 요소는 나머지 조립 요소의 대응 커넥터를 통해 전기적으로 접속되고, 커넥터는 적어도 하나의 제어 신호 접촉부를 포함하여 구성된다.
그러나 종래의 경우, 이러한 로봇 완구의 모터들을 조립하기 위해서는, 완구 제작사에서 제공하는 연결 부품을 이용하거나 작은 조립보조용 부품들을 볼트와 너트를 체결하는 방식으로 조립하여 조립 부품을 만드는 등의 추가적으로 다양한 부품들을 필요로 하고, 각각의 모터들을 구동하기 위한 전원 및 제어 신호선을 외부에서 별도로 연결해야 하는 불편함이 있었다.
KR 10-0602591 B1 KR 10-2014-0142102 A
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 블록식 결합을 통해 전기적으로 연결되되 내부의 전원 및 제어 통신선을 각각 분리하여 인식시킬 수 있는 큐브형 모듈 조립체를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 큐브형 모듈 조립체는, 다면체 형상으로 형성되어 각 측면의 중앙에 홀이 형성된 본체케이싱과, 상기 본체케이싱의 일측면에 형성된 홀에 결합하되, 일면에 내부의 전력 송신선, 전력 수신선, 데이터 송신선 및 데이터 수신선과 각각 연결되는 복수 개의 코일이 루프 패턴으로 소정 간격 이격되어 형성된 제1 접점 단자를 포함하는 외부 기판부와, 상기 본체케이싱의 타측면에 형성된 홀에 결합하되, 일면에 상기 전력 송신선, 전력 수신선, 데이터 송신선 및 데이터 수신선 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 복수 개의 접촉편이 소정 거리 이격되어 돌출 형성된 제2 접점 단자를 포함하는 외부 결합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 본체케이싱의 내부에 수직으로 설치되어 일면은 상기 전력 송신선, 상기 전력 수신선, 상기 데이터 송신선 및 상기 데이터 수신선에 각각 연결되고, 타면은 상기 복수 개의 접촉편에 전기적으로 연결되는 내부 기판부를 더 포함하며, 상기 내부 기판부와 상기 외부 결합부 사이의 상기 복수 개의 접촉편 각각에 대응하는 위치에는 외향으로 탄성 작용하는 가압 스프링이 구비되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 외부 결합부의 상기 제2 접점 단자의 외면 가장자리 부분에는 결합 홈이 함몰 형성되고, 상기 외부 기판부의 상기 제1 접점 단자의 외면 가장자리 부분에는 상기 결합 홈에 대응하는 결합 돌기가 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 블록식 조립만으로도 전기적으로 연결되어 원격 구동 제어가 가능한 조립 완구를 만들 수 있어 아이들도 쉽게 조립할 수 있고, 기존의 레고 블록과의 결합도 가능하여 창의적인 로봇을 제작할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 큐브형 모듈 조립체의 전면 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 큐브형 모듈 조립체의 배면 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 큐브형 모듈 조립체의 내부 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하려는 과제, 과제의 해결수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 큐브형 모듈 조립체의 전면 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 큐브형 모듈 조립체의 배면 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 큐브형 모듈 조립체의 내부 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 큐브형 모듈 조립체에 대해 설명하도록 한다.
상기 도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 큐브형 모듈 조립체는 본체케이싱(10), 외부 기판부(100), 외부 결합부(200) 및 내부 기판부(300)를 포함한다.
본체케이싱(10)은 다면체 형상으로 형성되어 각 측면의 중앙에 소정의 홀(미도시)이 형성된다.
여기서, 상기 본체케이싱(10)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 육면체 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 다른 다양한 형태의 다면체 형상으로 형성되는 것도 가능하다.
또한, 상기 본체케이싱(10)은 각 면의 내측 또는 외측 모서리에 소정의 자석이 마련될 수 있다.
예컨대, 도 1을 참조하면, 상기 본체케이싱(10)의 복수의 면 중에서, 상기 외부 기판부(100)가 결합한 면은 각각의 내측 모서리에 소정의 제1 자석(11)이 마련되고, 상기 외부 결합부(200)가 결합한 면은 각각의 외측 모서리에 상기 제1 자석과 상이한 극을 가지는 제2 자석(12)이 마련되게 된다.
외부 기판부(100)는 상기 본체케이싱(10)의 일측면에 형성된 홀(미도시)에 결합하며, 일면에 복수 개의 코일(132,132,133,134)이 소정 거리 이격된 루프 패턴으로 형성된 제1 접점 단자(140)를 포함한다.
이때, 상기 본체케이싱(10)의 내부에는 전력 송신선(P1), 전력 수신선(P2), 데이터 송신선(D1), 데이터 수신선(D2)이 구비된 상태로, 상기 복수 개의 코일은 상기 전력 송신선(P1)과 연결되는 제1코일(131)과, 상기 전력 수신선(P2)과 연결되는 제2코일(132)과, 상기 데이터 송신선(D1)과 연결되는 제3코일(133)과, 상기 데이터 수신선(D2)과 연결되는 제4코일(134)을 포함하여 구성될 수 있다.
예컨대, 도 1을 참조하면, 상기 제1 접점 단자(140)에는 중앙에서 바깥쪽으로 갈수록 지름이 증가하는 복수 개의 루프 패턴이 형성되며, 각각의 루프 패턴은 중앙에서 바깥쪽으로 제4코일(134), 제3코일(133), 제2코일(132) 및 제1코일(131) 순으로 배치되게 된다.
여기서, 상기 외부 기판부(100)의 상기 제1 접점 단자(140)의 외면 가장자리 부분에는 소정의 결합 돌기(120)가 돌출 형성될 수 있다.
이 경우, 후술할 외부 결합부(200)의 외면 가장자리 부분에는 상기 결합 돌기(120)에 대응하는 소정의 결합 홈(220)이 함몰 형성됨으로써, 본 발명의 실시예에 따른 동일한 두 개의 큐브형 모듈 조립체 중 하나의 외부 결합부(200)에 형성된 결합 홈(220)에 나머지 하나의 외부 기판부(100)에 형성된 결합 돌기(120)를 삽입하여 결합할 수 있게 된다.
외부 결합부(200)는 상기 본체케이싱(10)의 타측면에 형성된 홀(미도시)에 결합하며, 일면에 복수 개의 접촉편(211,212,213,214)이 소정 거리 이격하여 돌출 형성된 제2 접점 단자(240)를 포함한다.
여기서, 상기 복수 개의 접촉편은, 상기 전력 송신선(P1)과 전기적으로 연결되는 제1 접촉편(211)과, 상기 전력 수신선(P2)과 전기적으로 연결되는 제2 접촉편 (212)와, 상기 데이터 송신선(D1)과 전기적으로 연결되는 제3 접촉편(213)과, 상기 데이터 수신선(D2)와 전기적으로 연결되는 제4 접촉편(214)를 포함하여 구성될 수 있다.
예컨대, 도 3을 참조하면, 상기 복수 개의 접촉편(211,212,213,214)은 후술할 내부 기판부(300)를 통해 본체케이싱(10)의 내부에 구비된 전력 송신선(P1), 전력 수신선(P2), 데이터 송신선(D1) 및 데이터 수신선(D2)과 각각 전기적으로 연결된다. 구체적으로, 제1 접촉편(211)은 전력 송신선(P1)과 전기적으로 연결되고, 제2 접촉편(212)은 전력 수신선(P2)과 전기적으로 연결되고, 제3 접촉편(213)은 데이터 송신선(D1)과 전기적으로 연결되고, 제4 접촉편(214)은 데이터 수신선(D2)과 전기적으로 연결되게 된다.
여기서, 상기 외부 결합부(200)의 상기 제2 접점 단자(240)의 외면 가장자리 부분에는 상기 결합 돌기(120)에 대응하는 소정의 결합 홈(220)이 함몰 형성될 수 있다.
이 경우, 전술한 바와 같이, 상기 외부 기판부(100)의 외면 가장자리 부분에는 상기 결합 홈(220)에 대응하는 소정의 결합 돌기(120)가 돌출 형성됨으로써, 본 발명의 실시예에 따른 동일한 두 개의 큐브형 모듈 조립체 중 하나의 외부 결합부(200)에 형성된 결합 홈(220)에 나머지 하나의 외부 기판부(100)에 형성된 결합 돌기(120)를 삽입하여 결합할 수 있게 된다.
내부 기판부(300)는 상기 본체케이싱(10)의 내부에 수직으로 설치되어 일면은 상기 전력 송신선(P1), 상기 전력 수신선(P2), 상기 데이터 송신선(D1) 및 상기 데이터 수신선(D2)에 각각 연결되고, 타면은 상기 복수 개의 접촉편(211,212,213,214)에 전기적으로 연결된다.
여기서, 상기 내부 기판부(300)는 사용자로부터 소정의 원격 제어신호를 수신하고 수신한 제어신호에 기초하여 구동 제어할 수 있는 PCB 기판 형태로 마련되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 내부 기판부(300)와 상기 외부 결합부(200) 사이의 공간에는 상기 복수 개의 접촉편(211,212,213,214) 각각에 대응하는 위치에는 외향으로 탄성 작용하는 가압 스프링(310)이 구비될 수 있다.
예컨대, 도 3을 참조하면, 상기 복수 개의 접촉편(211,212,213,214)은 초기에는 소정 높이만큼 돌출 형성된 상태였다가 사용자가 본 발명의 실시예에 따른 다른 큐브형 모듈 조립체의 제1 접점 단자(140)에 결합하고자 가압하는 경우, 상기 복수 개의 접촉편(211,212,213,214)은 상기 가압 스프링(310)이 구비된 상기 내부 기판부(300)와 상기 외부 결합부(200) 사이의 공간에 수용되게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 큐브형 모듈 결합체에서, 상기 외부 기판부(100) 및 상기 외부 결합부(200)가 결합된 면을 제외한 나머지 면에 형성된 홀에는, 기존의 레고 블록 형태의 완구 블록과 결합할 수 있도록 원통 형상의 결합 돌기가 다수 개 돌출 형성된 블록부(미도시)가 결합될 수 있다.
여기서, 상기 블록부(미도시)의 외면에는 소정의 외부기기를 연결할 수 있는 USB 연결 포트가 형성될 수도 있다.
이 경우, 상기 USB 연결 포트를 통해 소정의 DC 모터나 피봇(pivot) 등을 연결할 수 있어 보다 다양한 동작 제어가 가능하게 된다.
이하, 상기 도면들을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 두 개의 큐브형 모듈 조립체를 이용한 조립 방법과 상기 조립 후의 구체적인 동작 관계에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 상기 조립 방법에 대하여 설명하면, 제1 큐브형 모듈 조립체(a)의 외부 기판부(100a)의 결합 홈(220a)에 제2 큐브형 모듈 조립체(b)의 외부 결합부(200b)의 결합 돌기(120b)를 삽입하고, 상기 제1 큐브형 모듈 조립체(a)의 외부 기판부(100a)가 형성된 면의 내측 모서리에 마련된 제1 자석(11a)과 상기 제2 큐브형 모듈 조립체(b)의 외부 결합부(200b)의 외측 모서리에 마련된 제2 자석(12b)이 결합하게 되면, 상기 제1 큐브형 모듈 조립체(a)의 제1 접점 단자(140a)에 형성된 복수 개의 코일(131a,132a,133a,134a)에 상기 제2 큐브형 모듈 조립체(b)의 제2 접점 단자(240b)에 형성된 복수 개의 접촉편(211b,212b,213b,214b)이 접촉한 상태로 결합하게 된다.
다음으로, 상기 조립 후의 동작에 대해 설명하면, 상기 제1 큐브형 모듈 조립체(a)와 상기 제2 큐브형 모듈 조립체(b)가 조립되어 완성된 하나의 조립 완구의 구동과 관련하여 사용자가 원격으로 제어신호를 송신하게 되면, 상기 제1 큐브형 모듈 조립체(a)의 내부 기판부(300a)와 상기 제2 큐브형 모듈 조립체(b)의 내부 기판부(300b)에서 이를 각각 수신하여 상기 제어신호에 대응하여 구동 제어하게 된다.
따라서, 전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 블록식 조립만으로도 전기적으로 연결되어 원격 구동 제어가 가능한 조립 완구를 만들 수 있어 아이들도 쉽게 조립할 수 있고, 기존의 레고 블록과의 결합도 가능하여 창의적인 로봇을 제작할 수 있는 효과가 있다.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.
10: 본체케이싱 11: 제1 자석
12: 제2 자석 100: 외부 기판부
120: 결합 돌기 131: 제1코일
132: 제2코일 133: 제3코일
134: 제4코일 140: 제1 접점 단자
200: 외부 결합부 211: 제1 접촉편
212: 제2 접촉편 213; 제3 접촉편
214: 제4 접촉편 220: 결합 홈
240: 제2 접점 단자 300; 내부 기판부
310: 가압 스프링

Claims (3)

  1. 육면체 형상으로 형성되어 각 측면의 중앙에 홀이 형성되되, 제1측면의 각 꼭지점에 대응하는 내측 영역에 제1자석이 마련되고, 상기 제1측면과 마주보는 제2측면의 각 꼭지점에 대응하는 외측 영역에 상기 제1자석과 다른 극성을 가지는 제2자석이 마련되며, 내부에 전력 송신선, 전력 수신선, 데이터 송신선 및 데이터 수신선이 구비된 본체케이싱;
    상기 본체케이싱의 상기 제1측면에 형성된 홀에 끼움 결합하도록 상기 홀에 대응하는 외경을 가진 원판형으로 마련되되, 일면에 상기 전력 송신선과 연결되는 제1코일과, 상기 전력 수신선과 연결되는 제2코일과, 상기 데이터 송신선과 연결되는 제3코일과, 상기 데이터 수신선과 연결되는 제4코일이 중앙에서 바깥쪽으로 갈수록 지름이 증가하는 복수 개의 루프 패턴으로 소정 간격 이격되어 형성되며 각각의 루프 패턴은 중앙에서 바깥쪽으로 상기 제4코일, 상기 제3코일, 상기 제2코일, 상기 제1코일 순으로 배치되는 제1 접점 단자를 포함하며, 상기 제1 접점 단자의 외면 가장자리 부분에 소정의 결합 돌기가 돌출 형성되는 외부 기판부;
    상기 본체케이싱의 상기 제2측면에 형성된 홀에 끼움 결합하도록 상기 홀에 대응하는 외경을 가진 원판형으로 마련되되, 일면에 상기 전력 송신선과 전기적으로 연결되는 제1 접촉편과, 상기 전력 수신선과 전기적으로 연결되는 제2 접촉편과, 상기 데이터 송신선과 전기적으로 연결되는 제3 접촉편과, 상기 데이터 수신선과 전기적으로 연결되는 제4 접촉편이 소정 거리 이격되어 돌출 형성된 제2 접점 단자를 포함하며, 상기 제2 접점 단자의 외면 가장자리 부분에 상기 결합 돌기에 대응하는 결합 홈이 함몰 형성되는 외부 결합부;
    외부기기로부터 원격으로 소정의 제어신호를 수신하고 수신한 제어신호에 기초하여 구동 제어할 수 있는 PCB 기판 형태로 마련되어 상기 본체케이싱의 내부에 수직으로 설치되되, 일면은 상기 전력 송신선, 상기 전력 수신선, 상기 데이터 송신선 및 상기 데이터 수신선에 각각 전기적으로 연결되고, 타면은 상기 제1 접촉편, 상기 제2 접촉편, 상기 제3 접촉편 및 상기 제4 접촉편에 각각 전기적으로 연결되는 내부 기판부; 및
    상기 본체케이싱의 상기 제1측면과 상기 제2측면을 제외한 나머지 측면들에 형성된 홀에 끼움 결합하도록 상기 홀에 대응하는 외경을 가진 원판형으로 마련되되, 외면에 원통 형상의 결합 돌기가 다수 개 돌출 형성되고, 상기 내부 기판부에 전기적으로 연결되어 외부기기와의 통신을 위한 USB 연결 포트가 형성되는 블록부를 포함하며,
    상기 내부 기판부와 상기 외부 결합부 사이의 공간에는 상기 복수 개의 접촉편 각각에 대응하는 위치에는 외향으로 탄성 작용하는 가압 스프링이 구비되는 것을 특징으로 하는 큐브형 모듈 조립체.

  2. 삭제
  3. 삭제
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