KR101697511B1 - 완구용 로봇 제어 시스템 - Google Patents

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KR101697511B1
KR101697511B1 KR1020150136369A KR20150136369A KR101697511B1 KR 101697511 B1 KR101697511 B1 KR 101697511B1 KR 1020150136369 A KR1020150136369 A KR 1020150136369A KR 20150136369 A KR20150136369 A KR 20150136369A KR 101697511 B1 KR101697511 B1 KR 101697511B1
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최영석
박병수
김현수
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주식회사 로보로보
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Abstract

로봇제어시스템은 태그(tag)부 및 NFC(Near Field Communication) 단말기를 포함한다. 상기 태그부는 각각이 로봇의 특정 동작에 해당되는 동작데이터를 저장하는 태그들을 포함하고, 상기 NFC 단말기는 상기 태그들 중 어느 하나가 삽입되면 상기 동작데이터를 수신하며, 상기 NFC 단말기는 바디부, 복수의 삽입부들 및 단말기 제어부를 포함하며, 상기 복수의 삽입부들은 상기 바디부의 상부 표면에 형성되고 서로 소정의 간격으로 이격되어 형성되고 상기 태그가 삽입되며, 상기 단말기 제어부는 수신된 상기 동작데이터를 상기 로봇으로 전송한다.

Description

완구용 로봇 제어 시스템{ROBOT CONTROL SYSTEM FOR TOY}
본 발명은 로봇제어시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 NFC(Near Field Communication) 단말기에 태그를 삽입하여 완구용 로봇의 움직임을 제어하는 로봇제어시스템에 관한 것이다.
완구의 창의적이고 교육적인 활용에 대한 관심이 증가하면서, 블록들의 조합을 통해 다양한 구조의 완구의 조립이 가능하고, 완구에 모터와 같은 동력장치가 결합되면서 원격으로 제어가 가능한 로봇의 조립이 가능해지고 로봇 를 위해 프로그램을 통해 로봇을 용이하게 제어하는 기능들이 개발되고 있다.
하지만, 유아들을 위한 로봇의 경우에는 글자를 해석하기 힘들고 프로그램을 사용하는 것이 불가능하기 때문에 유아들이 용이하게 로봇을 제어할 수 있도록 단순하고 이해하기 쉬운 제어방법을 필요로 한다.
이와 관련하여 한국 특허등록 제10-1513546호는 명령을 입력하여 로봇의 구동을 조작하는 발명을 개시하고 있고, 한국 특허공개 2015-0074387호는 어플리케이션과 논리모듈들을 통해 로봇을 제어하는 발명을 개시하고 있으나, 유아가 직관적이고 용이하게 로봇을 제어하는 발명은 개시하지 않고 있다.
따라서, 유아의 직관적이고 단순한 행동으로도 로봇의 제어가 가능한 기술의 필요성이 증가하고 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 NFC(Near Field Communication) 단말기에 태그부를 삽입하여 로봇의 제어를 가능케 하는 로봇제어시스템을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 로봇제어시스템은 태그(tag)부 및 NFC(Near Field Communication) 단말기를 포함한다. 상기 태그부는 각각이 로봇의 특정 동작에 해당되는 동작데이터를 저장하는 태그들을 포함하고, 상기 NFC 단말기는 상기 태그들 중 어느 하나가 삽입되면 상기 동작데이터를 수신하며, 상기 NFC 단말기는 바디부, 복수의 삽입부들 및 단말기 제어부를 포함하며, 상기 복수의 삽입부들은 상기 바디부 상에 서로 소정의 간격으로 이격되어 형성되고 상기 태그가 삽입되며, 상기 단말기 제어부는 수신된 상기 동작데이터를 상기 로봇으로 전송한다.
일 실시예에서, 상기 태그들 각각이 상기 삽입부들 각각에 삽입되는 순서대로 상기 동작데이터를 수신학 상기 로봇은 수신된 상기 동작데이터들의 순서대로 동작할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단말기 제어부는 상기 삽입부들 각각의 하부에 형성된 단일 또는 복수의 안테나들을 제어하여 상기 삽입부들 각각의 하부에 삽입되는 상기 태그들 중 어느 하나의 동작데이터만을 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단말기 제어부는 각각이 또는 일부가 그룹을 형성하여 상기 삽입부에 배치되고 상기 태그들 각각을 인식하며 상기 동작데이터를 수신하는 복수의 안테나들을 포함하고, 상기 스위치회로부는 각각이 단일 또는 복수의 안테나 그룹을 제어하는 복수의 스위치회로들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단말기 제어부는 NFC(Near Field Communication) 제어부 및 안테나 제어부를 포함하고, 상기 NFC 제어부는 상기 NFC 단말기와 상기 태그부 사이의 통신을 제어하고, 상기 안테나 제어부는 상기 스위치회로부를 제어하고 상기 동작데이터를 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 NFC 단말기는 연속적으로 상기 동작데이터를 수신한 경우, 상기 동작데이터를 저장하고, 상기 동작데이터를 수신한 순서대로 상기 동작데이터를 상기 로봇으로 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 로봇은 통신부 및 제어부를 포함하고, 상기 통신부는 상기 동작데이터를 수신하고, 상기 제어부는 상기 동작데이터를 분석하여 상기 동작을 위해 구동이 필요한 상기 로봇에 형성된 모터들을 동작시키는 제어신호를 보낼 수 있다.
일 실시예에서, 상기 태그들 중 어느 하나가 상기 삽입부에 삽입된 상태에서 하부에 인가되는 압력에 따라 상기 로봇의 구동 출력이 변화하고, 상기 태그들 중 어느 하나가 상기 삽입부에 삽입된 상태에서 상기 태그들 중 어느 하나의 회전에 따라 상기 로봇의 구동 방향이 변화할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 삽입부들 각각은 완충유닛 및 스트레인 게이지를 포함하고, 상기 완충유닛은 하부 중앙에 형성되어 상기 태그들 각각의 압력을 완충시키고, 상기 스트레인 게이지는 상기 완충유닛에 가해지는 압력을 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 삽입부들 각각은 측면에 형성되어 상기 태그들 각각의 회전을 감지하는 회전센서를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 태그들 각각은 표면에 상기 태그들 각각이 가지는 상기 동작데이터에 해당하는 상기 로봇의 동작을 나타내는 이미지가 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 NFC 단말기 또는 상기 로봇은 상기 태그들 각각이 상기 삽입부들 중 어느 하나로 삽입되면, 상기 동작과 관련된 음향을 발생시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 NFC 단말기는 스마트폰, 태블릿 및 노트북들 중 어느 하나를 포함하는 스마트 기기들에서 상기 동작데이터를 수신하거나 상기 태그들 각각이 상기 삽입부들 중 어느 하나로 삽입되면 상기 스마트 기기로 상기 태그들 각각에 해당하는 동작데이터를 송신할 수 있다.
본 발명의 로봇제어시스템은 해당 유아가 로봇의 특정 동작이나 동작에 관련된 이미지가 형성된 복수의 태그들들 중 어느 하나를 쥐고 NFC(Near Field Communication) 단말기의 삽입부로 삽입시키면 로봇의 특정 동작과 연관된 음향이 발생하면서 로봇은 특정 동작을 위한 구동을 하게된다.
또한, 해당 유아는 각각이 다른 이미지를 표면에 형성하는 제1 태그 내지 제n 태그들을 삽입부로 삽입시키면서 달라지는 로봇의 동작들을 인지하면서 호기심이 유발되고, 이미지와 완구의 동작의 연관성을 찾기 시작하면서 공감각적 발달을 진행시키는 교육적인 장점이 있다.
또한, 해당 유아가 반복적으로 로봇의 동작을 관찰하고 제1 태그 내지 제n 태그들 각각에 형성된 이미지들과 완구의 동작간의 연관성을 파악하기 시작하면, 제1 태그 내지 제n 태그들을 삽입부에 삽입시키는 순서를 달리하여 로봇의 동작을 조합할 수 있는 창의적인 제어가 가능하다.
또한, 복수의 태그들 각각은 가볍고 서로 분리가 가능하며 휴대성이 좋기 때문에 해당 유아가 거주하는 공간에 따라 복수의 태그들 각각을 다양한 위치에 창의적으로 배치할 수 있고, 복수의 태그들 중 어느 하나가 삽입부에 삽입되는 경우 발생하는 음향을 통해 언어적인 교육이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇제어시스템을 나타내는 블록선도이다.
도 2 및 3들은 도 1의 NFC 단말기의 사용 상태의 예를 나타내는 모식도들이다.
도 4는 도 2 및 3의 삽입부 및 태그를 나타내는 분해사시도이다.
도 5는 로봇의 사용 상태의 예를 나타내는 모식도이다.
도 6은 NFC 단말기와 연결되는 스마트 기기의 액정화면을 나타내는 모식도이다.
도 7은 도 2의 단말기 제어부를 나타내는 블록선도이다.
도 8은 도 1의 NFC 단말기의 PCB(Printed Circuit Board) 도면을 나타내는 평면도이다.
도 9은 도 1의 로봇제어시스템의 구동순서를 나타내는 순서도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 로봇제어시스템에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 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 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇제어시스템을 나타내는 블록선도이다. 도 2 및 3은 도 1의 NFC 단말기의 사용 상태의 예를 나타내는 모식도들이다. 도 4는 도 2 및 3의 삽입부 및 태그를 나타내는 분해사시도이다. 도 5는 로봇의 사용 상태의 예를 나타내는 모식도이다. 도 6은 NFC 단말기와 연결되는 스마트 기기의 액정화면을 나타내는 모식도이다.
상기 로봇제어시스템(100)은 프로그램이나 복잡한 제어방식으로 로봇을 제어하기 힘든 유아 또는 아동들이 용이하게 상기 로봇(400)을 제어할 수 있도록 단순하면서도 교육적인 제어시스템을 제시한다. 유아 또는 아동들의 경우 시각적이고 청각적인 반응에 민감하고 도구를 다루는데 있어서 섬세한 조작이 어렵기 때문에 상기 로봇(400)을 제어하기 위해 다루어야 하는 장치는 크기가 넓고 구동시키는 것이 단순해야 할 필요가 있다.
따라서, 유아 또는 아동들에게 편리한 조작성을 제공하고, 조작하는 과정에서 해당 유아 또는 아동이 접하는 영상 또는 이미지와 음향과 상기 로봇(400)이 구동하는 동작 사이에 연관성을 가지도록 한다면, 해당 유아 또는 아동은 상기 로봇(400)을 제어할 때마다 상기 이미지 및 상기 음향을 학습하게 되고, 상기 이미지나 상기 음향 대신에 영어단어와 같은 다른 학습 자료들을 학습하도록 할 수 있다.
도 1 내지 5를 참조하면, 상기 로봇제어시스템(100)은 태그부(200), NFC(Near Field Communication) 단말기(300) 및 로봇(400)을 포함한다. 상기 태그부(200)는 제1 태그(tag)(210), 제2 태그(220), 제3 태그(230), 및 제4 태그(240) 내지 제n 태그(250)를 포함하고, 상기 NFC(Near Field Communication) 단말기(300)는 바디부(310), 삽입부(320), 스위치부(330) 및 단말기제어부(340)를 포함하며, 상기 로봇(400)은 통신부(410) 및 제어부(420)를 포함한다.
상기 삽입부(320)는 하부플레이트(321), 측면플레이트(322), 완충유닛(323), 회전센서(324) 및 스트레인게이지(325)를 포함하며, 상기 스위치부(330)는 시작스위치(331) 및 다운스위치(332)를 포함하며, 상기 로봇(400)은 상기 태그부(200)의 상기 제1 태그(tag)(210), 상기 제2 태그(220), 상기 제3 태그(230), 및 상기 제4 태그(240) 내지 상기 제n 태그(250)들에 대응하여 제1 동작(430), 제2 동작(440), 제3 동작(450) 및 제4 동작(460) 내지 제n 동작(470)들이 가능하다.
상기 태그부(200)는 NFC(Near Field Communication) 방식을 통해 상기 NFC 단말기(300)와 데이터를 주고받을 수 있으며, 해당 유아 또는 아동이 상기 태그부(200)의 상기 제1 내지 제n 태그들(210, 220, 230, 240,…, 250) 중 어느 하나를 쥐고 상기 NFC 단말기(300)와 접촉하거나 NFC 단말기(300)와 소정 거리 이내로 접근하게 되면, 상기 제1 내지 제n 태그들(210, 220, 230, 240,…, 250) 중 어느 하나의 태그에 저장되어 있던 상기 로봇의 동작에 관한 정보를 포함하는 동작데이터가 상기 NFC 단말기(300)에 전송되고, 상기 NFC 단말기(300)는 상기 동작데이터를 상기 로봇(400)으로 무선 또는 유선으로 전송하게 된다.
상기 통신부(410)는 상기 동작데이터를 수신하여 상기 제어부(420)로 전송하고, 상기 제어부(420)는 상기 동작데이터를 수신하고 분석하여 상기 동작데이터에 해당하는 동작을 위해 구동해야할 상기 로봇(400)에 형성되는 복수의 모터들 중 하나 이상을 구동시켜 상기 동작데이터에 해당하는 동작을 구동하게 된다.
상기 제1 동작(430), 상기 제2 동작(440), 상기 제3 동작(450), 상기 제4 동작(460) 내지 상기 제n 동작(470)들은 각각 상기 제1 태그(210), 상기 제2 태그(220), 상기 제3 태그(230), 상기 제4 태그(240) 내지 상기 제n 태그(250) 각각의 동작데이터와 대응하여 상기 로봇(400)이 반응하는 동작을 나타낸다.
도 2의 상기 NFC 단말기(300)는 플레이트 형상의 상기 바디부(310)가 형성되고 상기 바디부(310)의 표면에는 원통형으로 홈을 형성하는 복수의 상기 삽입부(320)들이 배치된다. 상기 바디부(310)의 상부 하단에는 상기 스위치부(330)가 형성되고, 좌측에는 상기 시작스위치(331)가 배치되고 우측에는 상기 다운스위치(332)가 배치된다.
복수의 상기 삽입부(320)들은 각각 해당 유아 또는 아동이 상기 제1 내지 제n 태그들(210, 220, 230, 240,…, 250) 중 하나의 태그를 쥐고 상기 NFC 단말기(300)로 용이하게 접근시키거나 접촉할 수 있도록 넓은 면적을 가지도록 형성될 수 있고, 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 각각이 저장하고 있는 상기 동작데이터에 의해 동작하는 상기 로봇(400)의 이미지들이 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들의 표면에 각각 형성될 수 있다.
상기 삽입부(320)에 상기 제1 태그(110)가 삽입되고 상기 시작스위치(331)를 누르면 상기 제1 태그(110)의 동작데이터는 상기 NFC 단말기(300)에 저장된다. 상기 시작스위치(331)를 누른 후 상기 다운스위치(332)를 누르면 상기 NFC 단말기(300)에 저장되어 있던 동작데이터가 상기 NFC 단말기(300)를 통해 상기 로봇(400)으로 순서대로 전송된다.
한편, 상기 시작스위치(331) 및 상기 다운스위치(332)는 해당 유아 또는 아동의 지능 및 정신연령에 따라서 활성 또는 비활성 시킬 수 있고, 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들은 각각 서로 다른 크기와 형태를 가질 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 제1 태그(110)의 동작데이터의 명령이 전방을 향한 이동인 경우 상기 로봇(400)의 상기 통신부(410)는 상기 동작데이터를 수신하고 상기 제어부(420)는 상기 동작데이터를 분석하여 전방을 향한 이동을 나타내는 상기 제1 동작(430)을 위한 하나 이상의 모터들을 구동하고 상기 로봇(400)은 전방을 향해 이동하게 된다.
또한, 상기 NFC 단말기(300)는 외부 또는 내부에 스피커를 배치하여 해당 유아 또는 아동이 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나를 쥐고 복수의 상기 삽입부(320)들 중 한 곳에 삽입하는 경우 삽입된 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나의 동작과 관련된 음향을 발생시킬 수 있다.
즉, 해당 유아 또는 아동이 상기 로봇(400)의 특정 동작이나 동작에 관련된 이미지가 형성된 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나를 쥐고 상기 삽입부(320)로 삽입시키면 상기 로봇(400)의 특정 동작과 연관된 음향이 발생하면서 상기 로봇(400)은 특정 동작을 위한 구동을 하게 된다.
그리고, 해당 유아 또는 아동은 각각이 다른 이미지를 표면에 형성하는 상기 제1 태그(210) 내지 제n 태그(250)들을 복수의 상기 삽입부(320)들에 삽입시키면서 달라지는 상기 로봇(400)의 동작들을 인지하면서 호기심이 유발되고, 이미지와 상기 로봇(400)의 동작의 연관성을 찾기 시작하는 교육적인 장점이 있다.
또한, 복수의 상기 삽입부(320)들 각각의 하단에는 숫자(301)가 순서대로 형성되어 있어, 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 삽입되는 상기 제1 태그(210) 내지 제n 태그(250)들 각각을 상기 숫자(301)에 따라 순서대로 삽입하면 상기 숫자(301)의 순서에 따라 상기 제1 태그(210) 내지 제n 태그(250)들의 동작데이터를 다운로드하고 분석하므로 상기 로봇(400)의 동작순서를 다양하게 변화시킬 수 있다.
또한, 해당 유아 또는 아동이 상기 제1 태그(210) 내지 제n 태그(250)들 각각에 형성된 이미지들과 상기 완구(400)의 동작간의 연관성을 파악하면, 상기 제1 태그(210) 내지 제n 태그(250)들을 복수의 상기 삽입부(320)들에 삽입시키는 순서를 달리하여 상기 로봇(400)의 다양한 동작을 조합할 수 있는 창의적인 제어가 가능하다.
또한, 상기 제1 태그(210) 내지 제n 태그(250)들 각각은 가볍고 서로 분리가 가능하며 휴대성이 좋고, 복수의 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 상기 제1 태그(210) 내지 제n 태그(250)들 중 어느 하나가 삽입되는 경우 발생하는 음향을 통해 언어적인 교육이 가능한 장점이 있다.
예를 들어, 상기 로봇(400)이 상기 제1 태그(210)가 복수의 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 삽입되어 상기 제1 동작(430)에 따른 전방을 향한 이동을 하게 되면, 상기 로봇(400) 내부에 형성된 스피커를 통해서 자동차의 주행음향 또는 동물의 울음소리를 발생시켜 해당 유아가 상기 로봇(400)을 제어하는데 흥미를 유발시킬 수 있다.
도 3 및 4에서 상기 삽입부(320)의 하부는 상기 하부플레이트(321)가 상기 바디부(310)의 표면에 소정의 깊이만큼 함몰되어 형성되고, 상기 하부플레이트(321)의 측면에는 상기 측면플레이트(322)가 형성되어 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나가 유격에 의한 흔들림 없이 삽입되도록 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나를 커버하게 된다.
상기 하부플레이트(321)의 중앙에는 상기 완충유닛(323)이 소정의 높이만큼 돌출되어 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나가 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 삽입되는 경우 충격을 완화하고 해당 유아 또는 아동이 삽입된 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나에 하부를 향해 압력을 가할 경우 상기 완충유닛(323)의 하부에 형성되는 상기 스트레인 게이지(325)가 상기 압력의 크기를 감지하여 상기 압력의 크기변화를 나타내는 압력데이터를 상기 로봇(400)으로 전송하게 된다.
상기 압력데이터가 상기 로봇(400)에 전송되면 상기 로봇(400)의 상기 제어부(420)는 상기 압력데이터를 분석하여 상기 압력의 크기가 커지면 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나가 상기 삽입부(320)에 삽입되면서 상기 제어부(400)가 구동시키는 상기 로봇(400)에 형성되는 모터의 출력을 높일 수 있고, 상기 압력의 크기가 작아지면 상기 모터의 출력을 낮추는 구동을 할 수 있다.
따라서, 해당 유아 또는 아동이 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나를 상기 삽입부(320)에 삽입하고 누르면 상기 로봇(400)의 동작의 출력이 증가하고 누르는 압력을 감소시키면 상기 로봇(400)의 동작의 출력이 감소하여 해당 유아 또는 아동이 삽입하여 상기 로봇(400)을 제어하는 단계에서 누르는 압력의 크기에 따라 상기 로봇(400)의 동작을 다양하게 구현할 수 있는 장점이 있다.
상기 측면플레이트(322)의 일부분에는 상기 회전센서(324)가 형성되어, 해당 유아 또는 아동이 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나를 상기 삽입부(320)에 삽입하고 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나를 회전시키는 경우 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나의 회전을 감지하여 회전데이터를 상기 로봇(400)으로 전송하게 된다.
상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나의 회전을 감지하면 상기 제어부(420)를 설정하여 상기 로봇(400)은 동작이 멈추거나, 상기 로봇(400)이 이동하는 경우 조향을 위한 방법으로 사용하거나, 상기 로봇(400)에서 발생되는 음향의 크기를 조절하는 등의 다양한 제어방법으로 사용될 수 있다.
도 5에서 상기 제1 태그(210)의 동작데이터가 상기 로봇(400)에 형성되는 제1 휠(401) 및 제2 휠(402)을 동일한 출력으로 구동시켜 상기 로봇(400)을 전방으로 이동시키는 동작을 나타내는 경우 상기 제1 태그(210)를 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 삽입하게 되면, 상기 제어부(420)는 상기 제1 태그(210)에 해당하는 상기 제1 동작(430)으로서 상기 제1 휠(401) 및 상기 제2 휠(402)에 연결되는 모터들을 구동시키게 된다.
이 때, 해당 유아 또는 아동이 상기 제1 태그(210)를 삽입 후 압력을 가하게 되면, 상기 완충유닛(323)은 하부로 이동하고, 상기 완충유닛(323)이 하부로 이동하는 깊이만큼 상기 스트레인 게이지(325)가 측정하는 압력의 크기는 커지고, 발생하는 압력데이터가 상기 제어부(420)로 전송되면 상기 제1 휠(401) 및 상기 제2 휠(402)에 각각 연결되는 모터들의 출력이 높아져 상기 로봇(400)의 이동속도가 증가하게 된다.
또한, 해당 유아 또는 아동이 상기 제1 태그(210)를 시계방향으로 회전시키게 되면, 상기 회전센서(324)가 상기 제1 태그(210)의 회전을 감지하여 회전데이터를 상기 제어부(420)에 전송하게 되고, 상기 제어부(420)는 상기 제1 휠(401)에 연결되는 모터의 출력을 상기 제2 휠(402)에 연결되는 모터의 출력보다 높게 출력시켜 상기 로봇(400)이 오른쪽방향으로 회전하도록 할 수 있다.
한편, 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나의 경우 상기 제1 태그(210)의 형태와 다르게 형성될 수 있고, 그 자체가 충격을 완화하고 탄성을 가지도록 할 수 있다. 또한, 상기 삽입부(320)에 형성되는 상기 스트레인 게이지(325)가 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나에 형성되면 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나에 가해지는 압력을 반영하여 상기 로봇(400)을 이동시킬 수 있다.
상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나에 상기 스트레인 게이지(325)가 형성되는 경우 단순히 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나를 구입하는 것으로 상기 로봇(400)의 제어를 다양한 방법으로 즐길 수 있고 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 상기 스트레인 게이지(325)를 결합시키는데 드는 비용보다 현저히 낮은 장점이 있다.
도 6의 스마트폰, 태블릿 및 노트북들 중 어느 하나를 포함하는 스마트 기기(700)는 상기 NFC 단말기(300)와 무선 또는 유선으로 연결되고, 상기 태그부(200)를 사용할 필요 없이 상기 스마트 기기(700)를 제어하여 상기 NFC 단말기(300)에 상기 동작데이터를 업로드 할 수 있다.
상기 스마트 기기(700)에서 상기 NFC 단말기(300)로 업로드 된 상기 동작데이터는 상기 통신부(410)를 통해 상기 로봇(400)에 다운로드되고, 상기 로봇(400)은 상기 동작데이터에 해당하는 동작을 구동하게 된다.
구체적으로는, 상기 스마트 기기(700)의 액정화면(710)의 하단에 형성되는 연결아이콘(740)을 클릭하여 상기 스마트 기기(700)와 상기 NFC 단말기(300)를 무선 또는 유선으로 연결하고, 상기 액정화면(710) 하단의 전진을 의미하는 제1 전진아이콘(720)을 마우스 또는 손가락으로 드래그(drag)하여 상기 액정화면(710)의 중앙으로 이동시키면 상기 제1 전진아이콘(720)의 이미지가 확대되어 나타나는 제2 전진아이콘(730)이 형성된다.
그리고, 상기 연결아이콘(740)의 측면에 형성되는 실행아이콘(750)을 클릭하면, 상기 액정화면(710)의 중앙에 형성되는 상기 제2 전진아이콘(730)이 의미하는 동작데이터를 상기 NFC 단말기(300)로 전송하고, 상기 로봇(400)은 상기 제2 전진아이콘(730)이 의미하는 전진구동을 하게 되고, 상기 실행아이콘(750)의 측면에 위치한 중지아이콘(760)을 클릭하면, 상기 로봇(400)의 전진구동은 중지된다.
따라서, 상기 로봇(400)은 유아 또는 아동들의 상기 태그부(200)를 통한 구동 외에 유아 또는 아동들을 관리 또는 보육하는 사람들이 상기 스마트 기기(700)를 사용하여 상기 로봇(400)을 구동시켜 유아 또는 아동들에게 흥미를 유발시킬 수 있다.
반면에, 상기 스마트기기(700)와 상기 NFC 단말기(300)가 서로 연결된 상태에서는 상기 삽입부(320)에 상기 제2 전진아이콘(730)이 표면에 형성된 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나를 삽입시키는 경우, 상기 제1 전진아이콘(720)을 상기 액정화면(710)으로 드래그 할 필요 없이 상기 액정화면(710)에 상기 제2 전진아이콘(730)이 표시될 수 있다.
그리고, 상기 NFC 단말기(300)와 연동하여 상기 액정화면(710)에 표시되는 상기 제1 전진아이콘(720) 및 상기 제2 전진아이콘(730)을 포함하는 다양한 종류의 아이콘들은 상기 스마트기기(700)에 표시되는 순서대로 저장되고, 반복적으로 상기 아이콘들에 해당하는 동작데이터들을 실행시켜 상기 로봇(400)이 상기 동작데이터들에 따라 구동하도록 할 수 있다.
도 7은 도 2의 단말기 제어부를 나타내는 블록선도이다. 도 8은 도 1의 NFC 단말기의 PCB(Printed Circuit Board) 도면을 나타내는 평면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 단말기제어부(340)는 안테나제어부(350), NFC(Near Field Communication) 제어부(360), 스위치회로부(370) 및 안테나부(380)를 포함한다.
상기 스위치회로부(370)는 제1 스위치회로(371) 및 제2 스위치회로(372) 내지 제n 스위치회로(373)들을 포함하고, 상기 안테나부(380)는 제1-1 안테나(381), 제1-2 안테나(382) 내지 제1-m 안테나(383)들, 제2-1 안테나(384), 제2-2 안테나(385), 제2-k 안테나(386), 제n-1 안테나(387) 및 제n-2 안테나(388) 내지 제n-l 안테나(389)들을 포함한다.
상기 안테나 제어부(350)는 마이크로 제어 유닛(MCU: Micro controller unit)으로 구동되고, 상기 스위치회로부(370)를 통해 상기 제1 안테나(381) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-l 안테나(389)들 중 사용 할 안테나들을 선택하고 상기 안테나부(380)의 전파 인식 범위를 제어하며, 상기 NFC 제어부(360)는 소량의 전용 회로를 사용하여 상기 안테나부(380)의 복수의 안테나들 중 사용할 안테나로부터 상기 태그부(200)의 동작데이터를 인식할 수 있도록 설계된다.
상기 제1 안테나(381) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-1 안테나(389)들 중 어느 하나는 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나를 감지할 수 있고, 각각이 복수의 상기 삽입부(320)들 각각의 하부에 형성되며, 상기 동작데이터를 수신한다.
상기 제1 안테나(381) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-1 안테나(389)들은 각각이 복수의 상기 삽입부(320)들이 배열되는 순서에 각각의 복수의 상기 삽입부(320)들의 하부에 배치될 수 있다.
따라서, 해당 유아 또는 아동이 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나를 파지하고 상기 삽입부(320)에 삽입하면 상기 제1 안테나(381) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-1 안테나(389)들 중 어느 하나가 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나를 인지하고, 상기 안테나 제어부(350), 상기 NFC 제어부(360), 상기 스위치회로부(370) 및 상기 안테나부(380)가 작동하게 된다.
상기 제1 스위치회로(371) 내지 상기 제n 스위치회로(373)들은 상기 안테나 제어부(350)에 의해 제어되고, 상기 제1 안테나(381) 내지 제1-m 안테나(383)들은 상기 제1 스위치회로(371)를 통해 제어될 수 있고, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들은 상기 제2 스위치회로(372)에 의해 제어될 수 있다.
상기 제1 안테나(381) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-l 안테나(389)들의 개수는 상기 제1 태그(210) 내지 제n 태그(250)들의 개수에 따라 증가가 가능하며, 상기 제1 안테나(381) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-l 안테나(389)들 각각의 수신강도는 필요 시 증폭회로를 사용하여 개수를 증가할 수 있다.
상기 제1 스위치회로(371) 내지 상기 제n 스위치회로(373)들 각각은 개수의 제한없이 하나 이상의 안테나들과 결합하여 제어할 수 있고, 상기 삽입부(320)들 각각에는 상기 제1 안테나(381) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-1 안테나(389)들 중 어느 하나 이상의 안테나들이 배치되어 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나의 태그의 삽입을 감지할 수 있다.
상기 제1 안테나(381) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-1 안테나(389)들 각각은 상기 바디부(310)에 서로 소정의 간격으로 이격되어 형성되는 복수의 상기 삽입부(320)들의 하단에 각각 순서대로 또는 불규칙하게 배치되고, 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나가 복수의 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 삽입되면, 상기 삽입부(320)의 하단에 형성된 상기 제1 안테나(381) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-1 안테나(389)들 중 어느 하나가 활성화된다.
상기 제1 안테나(381) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-l 안테나(389)들 각각은 상기 제1 스위치회로(371) 내지 상기 제n 스위치회로(373)들과 대응되어 결합하고, 상기 제1 태그(210)가 상기 제1-1 안테나(381)가 하부에 형성된 상기 삽입부(320)에 삽입되면 상기 제1 스위치회로(371)가 상기 안테나 제어부(350)에 의해 작동하고 상기 제1-1 안테나(381)가 활성화된다. 그리고, 활성화된 상기 제1-1 안테나(381)는 상기 제1 태그(210)의 상기 동작데이터를 수신하여 상기 안테나 제어부(350)에 저장한다.
따라서, 상기 제1 안테나(381) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-l 안테나(389)들 각각은 상기 스위치회로부(370)에 의해 제어되며, 상기 제1 안테나(381) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-l 안테나(389)들 각각이 배치되는 복수의 상기 삽입부(320)들에 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나가 삽입되는 경우에만 활성화된다.
또한, 복수의 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 상기 제1 태그(210)가 삽입되고 다음으로 상기 제2 태그(220)가 상기 제1 태그(210)와 근접한 위치에 삽입될 수 있다. 그리고, 상기 제1 태그(210)가 삽입되는 상기 삽입부(320)에는 상기 제1-1 안테나(381)가 배치되며, 상기 제2 태그(220)가 삽입되는 상기 삽입부(320)에는 상기 제1-2 안테나(382) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-1 안테나(389)들 중 어느 하나가 배치되는 경우 상기 제1 태그(210)가 삽입되면, 근접한 상기 제1-2 안테나(382) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-1 안테나(389)들 중 어느 하나가 상기 제1 태그(210)를 감지할 수 있다.
이 때, 상기 안테나 제어부(350)는 상기 제1-2 안테나(382) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-1 안테나(389)들 중 상기 제1 태그(210)를 감지한 어느 하나가 상기 제4 안테나(384)인 경우 상기 제1 스위치회로(371)만 개방하여 상기 제1 태그(210)의 동작데이터를 수신하고 저장하여 상기 안테나부(380)의 오작동을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제1-2 안테나(382) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-1 안테나(389)들 중 상기 제1 태그(210)를 감지한 어느 하나가 상기 제1-2 안테나(382)인 경우, 상기 제1 스위치회로(371)는 상기 제1-1 안테나(381)만을 활성화시키고 상기 제1-2 및 제1-m 안테나들(382, 383)은 비활성시켜 상기 제1 태그(210)의 상기 동작데이터만을 수신하게 된다.
또한, 상기 제1 태그(210) 및 상기 제3 태그(230)가 복수의 상기 삽입부(320)들 중 상기 제1-1 안테나(381)가 하부에 형성된 어느 하나와 상기 제1-n 안테나(383)가 하부에 형성된 어느 하나에 각각 삽입되고, 시간차를 두어 상기 제2 태그(220)가 복수의 상기 삽입부(320)들 중 상기 제1-2 안테나(382)가 하부에 형성된 어느 하나에 삽입되는 경우, 상기 단말기 제어부(340)는 상기 제1 스위치회로(371)를 제어하여 상기 제1-1 안테나(381) 및 상기 제1-3 안테나(383)를 비활성시키고, 상기 제1-2 안테나(382)만을 활성화시켜 상기 제2 태그(220)의 상기 동작데이터만을 수신하도록 할 수 있다.
따라서, 상기 안테나 제어부(350)는 상기 스위치회로부(370)를 제어하여 상기 안테나부(380)가 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 각각을 간섭없이 정확히 인식하도록 상기 제1 스위치회로(371) 내지 상기 제n 스위치회로(373)들을 제어하고, 상기 제1 스위치회로(371) 내지 상기 제n 스위치회로(373)들 각각은 상기 삽입부(320)에 삽입되는 태그를 제외하고 인접한 상기 삽입부(320)에 삽입되는 다른 태그를 인식하지 않도록 상기 제1 안테나(381) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-1 안테나(389)들 각각을 활성 또는 비활성시킬 수 있다.
도 8을 참조하면, PCB(Printed circuit board) 도면은 상기 NFC 단말기(300) 내부에 형성되는 PCB를 나타낸다. 상기 PCB에는 1부터 12까지 순서대로 배열되는 복수의 상기 삽입부(320)들 각각의 하단에 상기 제1 안테나(381) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-l 안테나(389)들 중 어느 하나의 안테나가 배치된다.
상기 제1 안테나(381) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-l 안테나(389)들 중 어느 하나의 안테나는 상기 삽입부(320)의 하단에 복수의 층으로 감겨진 코일(coil)형태로 형성되어 상기 삽입부(320)에 삽입되는 상기 제1 안테나(381) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-l 안테나(389)들 중 어느 하나의 안테나를 인식하게 된다.
상기 스위치회로부(370)는 상기 안테나부(380)의 일측면에 배치되어 상기 제1 스위치 회로(371), 상기 제2 스위치 회로(372) 또는 상기 제n 스위치 회로(373)를 통해 상기 안테나부(380)의 일측면에 배치되어 상기 제1 안테나(381) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-l 안테나(389)들 중 어느 하나를 제어하게 된다.
한편, 도면에는 도시되어 있지 않지만 복수의 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에는 상기 제1 안테나(381) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-l 안테나(389)들 중 어느 하나 이상의 안테나들이 형성되어 상기 삽입부(320)의 태그인식도를 증가시킬 수 있고, 상기 코일의 층을 증가시켜 상기 태그인식도를 증가시킬 수 있다.
도 9는 도 1의 로봇제어시스템의 구동순서를 나타내는 순서도이다.
도 9를 참조하면, 상기 로봇제어시스템(100)이 시작되면 상기 태그부(200), 상기 NFC 단말기(300) 및 상기 로봇(400)의 구동은 초기화된다(단계 S101).
상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나를 상기 삽입부(320)에 삽입하여 상기 로봇(400)의 동작을 선택한다(단계 S102).
선택되는 동작을 통해 상기 NFC 단말기(300)가 활성화 되고, 상기 안테나 제어부(350)가 활성화되며 초기의 상기 동작데이터는 상기 안테나 제어부(350)에 저장된다(단계 S103).
상기 NFC 단말기(300)가 활성화되면서 상기 NFC 제어부(320)가 활성화된다(단계 S104).
상기 제1 스위치회로(371) 내지 상기 제n 스위치회로(373)들을 제어하여 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 삽입된 일부를 감지한 상기 제1 안테나(381) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-1 안테나(389)들 중 하나 이상의 안테나의 활성화를 유지한다(단계 S105).
활성화된 안테나들을 통해 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 삽입된 일부의 ID(Identification)를 확인한다(단계 S106).
상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 삽입된 일부의 ID가 확인되면 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 삽입된 일부가 활성화된다(단계 S107).
상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 삽입된 일부가 활성화되면 상기 단말기 제어부(340)는 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 삽입된 태그가 포함하는 동작데이터를 읽는다(단계 S108).
상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 삽입된 일부의 상기 ID가 3회 이상 확인되지 않는 경우 상기 제1 안테나(381) 내지 제1-m 안테나(383)들, 상기 제2-1 안테나(384) 내지 제2-k 안테나(386)들 또는 상기 제n-1 안테나(387) 내지 제n-1 안테나(389)들을 다시 선택하고, 2회 이내에 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 삽입된 일부의 상기 ID를 확인하는 경우 다음 단계로 진행한다(단계 S110).
상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 삽입된 일부의 ID를 확인하여도 동작데이터가 존재하지 않는 경우 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 삽입되지 않는 것으로 판단하고 다음 단계로 진행한다(단계 S110).
상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 삽입된 일부가 활성화되면 상기 동작데이터를 상기 안테나 제어부(350)에 저장한다(단계 S111).
상기 동작데이터가 상기 안테나 제어부(350)에 저장되면 상기 NFC 제어부(360)는 비활성화되어 대기모드로 전환된다(단계 S112).
상기 NFC 단말기(300)는 상기 안테나 제어부(350)에 저장된 상기 동작데이터를 출력하여 상기 로봇(400)의 상기 통신부(410)로 전송하고, 상기 동작데이터는 상기 제어부(420)에서 분석되고 상기 로봇(400)은 상기 동작데이터에 해당하는 동작을 구동하게 된다(단계 S113).
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 상기 로봇제어시스템(100)은 해당 유아 또는 아동이 상기 로봇(400)의 특정 동작이나 동작에 관련된 이미지가 형성된 상기 제1 태그(210) 내지 상기 제n 태그(250)들 중 어느 하나를 파지하고 복수의 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 삽입하는 경우 상기 로봇(400)의 특정 동작과 연관된 음향이 발생하면서 상기 로봇(400)은 특정 동작을 위한 구동을 하게된다.
또한, 해당 유아 또는 아동은 각각이 다른 이미지를 표면에 형성하는 상기 제1 태그(210) 내지 제n 태그(250)들로 복수의 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 삽입하면서 달라지는 상기 로봇(400)의 동작들을 인지하면서 호기심이 유발되고, 이미지와 상기 로봇(400)의 동작의 연관성을 찾기 시작하면서 공감각적 발달을 진행시키는 교육적인 장점이 있다.
또한, 해당 유아가 반복적으로 상기 NFC 단말기(300)를 사용하며 상기 로봇(400)의 동작을 관찰하고 상기 제1 태그(210) 내지 제n 태그(250)들 각각에 형성된 이미지들과 상기 로봇(400)의 동작간의 연관성을 파악하기 시작하면, 상기 제1 태그(210) 내지 제n 태그(250)들 각각을 복수의 상기 삽입부(320)들 각각에 삽입하는 순서를 달리하여 상기 로봇(400)의 동작을 조합할 수 있는 창의적인 제어가 가능하다.
또한, 상기 제1 태그(210) 내지 제n 태그(250)들 각각은 가볍고 서로 분리가 가능하며 휴대성이 좋으며, 상기 제1 태그(210) 내지 제n 태그(250)들 중 어느 하나가 복수의 상기 삽입부(320)들 중 어느 하나에 삽입되는 경우 발생하는 음향을 통해 언어적인 교육이 가능한 장점이 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 로봇제어시스템은 유아나 아동이 사용하는 완구용 로봇 및 이의 제어시스템으로 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다.
100: 로봇제어시스템 200: 태그부
300: NFC 단말기 310: 바디부
320: 삽입부 330: 스위치부
340: 단말기 제어부 350: 안테나 제어부
360: NFC(Near Field Communication) 제어부 370: 스위치 회로부
380: 안테나부 400: 로봇
410: 통신부 420: 제어부
700: 스마트 기기 710: 액정화면
720: 제1 전진아이콘 730: 제2 전진아이콘
740: 연결아이콘 750: 실행아이콘
760: 중지아이콘 800: PCB(Printed circuit board) 도면

Claims (13)

  1. 각각이 로봇의 특정 동작에 해당되는 동작데이터를 저장하는 태그(tag)들을 포함하는 태그부; 및
    상기 태그들 중 어느 하나가 삽입되면 상기 동작데이터를 수신하는 NFC(Near Field Communication) 단말기를 포함하고,
    상기 NFC단말기는,
    바디부;
    상기 바디부 상에 서로 소정의 간격으로 이격되어 형성되며 상기 태그가 삽입되는 복수의 삽입부들; 및
    수신된 상기 동작데이터를 상기 로봇으로 전송하는 단말기 제어부를 포함하고,
    상기 단말기 제어부는,
    각각이 또는 일부가 그룹을 형성하여 상기 삽입부들 중 어느 하나에 배치되고, 상기 태그들 각각을 인식하며 상기 동작데이터를 수신하는 복수의 안테나들을 포함하는 안테나부; 및
    각각이 단일 또는 복수의 안테나 그룹을 제어하는 복수의 스위치회로들을 포함하는 스위치회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇제어시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 태그들 각각이 상기 삽입부들 각각에 삽입되는 순서대로 상기 동작데이터를 수신하고 상기 로봇은 수신된 상기 동작데이터들의 순서대로 동작하는 것을 특징으로 하는 로봇제어시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서, 상기 단말기 제어부는,
    상기 NFC 단말기와 상기 태그부 사이의 통신을 제어하는 NFC(Near Field Communication) 제어부; 및
    상기 스위치회로부를 제어하고 상기 동작데이터를 저장하는 안테나 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇제어시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 NFC 단말기는,
    연속적으로 상기 동작데이터를 수신한 경우, 상기 동작데이터를 저장하고, 상기 동작데이터를 수신한 순서대로 상기 동작데이터를 상기 로봇으로 송신하는 것을 특징으로 하는 로봇제어시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 로봇은,
    상기 동작데이터를 수신하는 통신부; 및
    상기 동작데이터를 분석하여 상기 동작을 위해 구동이 필요한 상기 로봇에 형성된 모터들을 동작시키는 제어신호를 보내는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇제어시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 태그들 중 어느 하나가 상기 삽입부들 중 어느 하나에 삽입된 상태에서 하부에 인가되는 압력에 따라 상기 로봇의 구동 출력이 변화하고,
    상기 태그들 중 어느 하나가 상기 삽입부들 중 어느 하나에 삽입된 상태에서 상기 태그들 중 어느 하나의 회전에 따라 상기 로봇의 구동 방향이 변화하는 것을 특징으로 하는 로봇제어시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 삽입부들 각각은,
    하부 중앙에 형성되어 상기 태그들 각각의 압력을 완충시키는 완충유닛; 및
    상기 완충유닛에 가해지는 압력을 측정하는 스트레인 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇제어시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 삽입부들 각각은,
    측면에 형성되어 상기 태그들 각각의 회전을 감지하는 회전센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇제어시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 태그들 각각은,
    표면에 상기 태그들 각각이 가지는 상기 동작데이터에 해당하는 상기 로봇의 동작을 나타내는 이미지가 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇제어시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 NFC 단말기 또는 상기 로봇은, 상기 태그들 각각이 상기 삽입부들 중 어느 하나로 삽입되면, 상기 동작과 관련된 음향을 발생시키는 것을 특징으로 하는 로봇제어시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 NFC 단말기는 스마트폰, 태블릿 및 노트북들 중 어느 하나를 포함하는 스마트 기기에서 상기 동작데이터를 수신하거나 상기 태그들 각각이 상기 삽입부들 중 어느 하나로 삽입되면 상기 스마트 기기로 상기 태그들 각각에 해당하는 동작데이터를 송신하는 것을 특징으로 하는 로봇제어시스템.
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