KR101911010B1 - 스마트 블록 조립체 - Google Patents

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    • H04Q2209/40Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체는, 상호 결합 가능하도록 형성되고, 외부에 마련된 단말기에 의하여 제어 가능한 복수 개의 기능식 블록이 결합된 스마트 블록 조립체에 관한 것으로, 각각의 기능식 블록은 해당되는 기능을 수행하는 기능 유닛; 상기 단말기 또는 다른 기능식 블록과의 제어 신호의 송수신을 수행하는 통신 유닛; 상기 제어 신호에 기초하여 상기 기능 유닛을 제어하는 제어 유닛; 및 상기 기능 유닛, 통신 유닛 및 제어 유닛 중 적어도 하나에 전원을 공급하는 전원 유닛;을 포함한다.

Description

스마트 블록 조립체{ASSEMBLY FOR SMART BLOCK}

본 발명은 결합 가능한 기능식 블록을 이용한 스마트 블록 조립체에 관한 것으로, 구체적으로는 외부의 단말기에 의하여 해당 기능의 수행을 제어할 수 있는 스마트 블록 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 조립 가능하도록 구현된 블록(Block)을 이용한 완구 제품들이 시판되고 있으며, 이러한 완구 제품들은 유아 또는 어린이들의 창의력 교육에 많이 이용되고 있다.

한편, 최근에는 단일 블록 내에 모터 또는 센서들을 구비한 기능 블록들이 개발되고 있으며, 나아가 이러한 기능 블록들의 제어를 통하여 다양한 기능을 수행할 수 있는 기술들이 개발되고 있다.

그러나, 현재 개발 진행중이거나 또는 개발 완료된 기능식 블록을 이용한 완구의 경우, 각각의 기능 블록들간의 신호 전달을 유선으로 진행하거나 또는 별도의 제어블록을 구비하고 있으며, 이로 인하여 완구의 기능적인 확장이나 또는 용도의 확장에 제약이 있는 문제점이 있다.

하기 선행기술문헌은 레고 블록들간의 결합 각을 변화시킬 수 있는 레고 블록용 연결장치 및 이를 채용한 레고 블록과 레고 블록 세트에 대한 기술을 개시하고 있을 뿐, 본 발명의 기술적 요지를 개시하고 있지 않다.

대한민국 공개특허공보 제10-2013-0047181호

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체는 전술한 문제점을 해결하기 위하여 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.

기존에 시판중인 완구용 블록과 조립 가능하면서도, 다양한 기능을 수행할 수 있음과 동시에, 해당 기능을 수행하는 기능식 블록의 확장성을 높일 수 있는 스마트 블록 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체는, 상호 결합 가능하도록 형성되고, 외부에 마련된 단말기에 의하여 제어 가능한 복수 개의 기능식 블록이 결합된 스마트 블록 조립체에 관한 것으로, 각각의 기능식 블록은 해당되는 기능을 수행하는 기능 유닛; 상기 단말기 또는 다른 기능식 블록과의 제어 신호의 송수신을 수행하는 통신 유닛; 상기 제어 신호에 기초하여 상기 기능 유닛을 제어하는 제어 유닛; 및 상기 기능 유닛, 통신 유닛 및 제어 유닛 중 적어도 하나에 전원을 공급하는 전원 유닛;을 포함한다.

상기 복수 개의 기능식 블록은, 상기 기능 유닛으로 레이저 또는 적외선을 외부로 발사하는 송신부 및 외부에서 발사된 레이저 또는 적외선을 감지하는 수신부를 구비하는 슈팅 블록; 상기 기능 유닛으로 모터를 구비하고, 상기 모터에 휠 또는 트랙을 연결하여 상기 모터의 회전에 기초하여 상기 스마트 블록 조립체를 이동시키는 모션 블록; 및 상기 기능 유닛으로 서보 모터를 구비하고, 상기 서보 모터와 연결된 링크블록 또는 다른 기능식 블록을 상하 또는 좌우 회전시키는 서보 블록;을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 복수 개의 기능식 블록은, 상기 기능 유닛으로 카메라를 구비하고, 상기 카메라를 통하여 촬영된 영상을 획득하는 카메라 블록; 상기 기능 유닛으로 복수 개의 발광체를 구비하는 라이팅 블록; 및 상기 기능 유닛으로 스피커를 구비하는 사운드 블록; 중 적어도 하나를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 슈팅 블록에서, 상기 송신부는 일측 방향으로 레이저 또는 적외선이 발사될 수 있도록 상기 슈팅 블록의 일 측면에 배치되고, 상기 수신부는 외부의 전방향으로 발사된 레이저 또는 적외선을 수신할 수 있도록 상기 슈팅 블록의 상면에 돔 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 단말기에는 상기 기능식 블록을 제어하기 위한 어플리케이션이 설치되고, 상기 어플리케이션이 실행되는 경우 상기 단말기에 구비된 디스플레이에는, 상기 스마트 블록 조립체의 이동 방향을 제어하기 위하여 상기 모션 블록에 송신하여야 할 방향 신호 및 속도 신호를 발생시키는 모션 제어 입력 아이콘; 상기 서보 모터와 연결된 링크블록 또는 다른 기능식 블록의 회전 방향 신호 및 회전 각도 신호를 발생시키는 서보 모터 제어 입력 아이콘; 및 상기 슈팅 블록의 송신부를 제어하여 상기 레이저 또는 적외선을 외부로 발사하기 위한 발사 신호를 발생시키는 발사 제어 입력 아이콘;이 표시되는 것이 바람직하다.

상기 단말기에는 상기 기능식 블록을 제어하기 위한 어플리케이션이 설치되고, 상기 어플리케이션이 실행되는 경우 상기 단말기에 구비된 디스플레이에는, 상기 슈팅 블록의 수신부로부터 전달받은 상기 레이저 또는 적외선의 감지 신호에 기초하여 형상 또는 길이가 변경되는 힐링 포인트 출력바; 및 상기 복수 개의 발광체의 온/오프 및 상기 복수 개의 발광체에 입력되는 전류량 제어를 위한 신호를 발생시키는 라이팅 제어 입력 아이콘;이 표시되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체는 상호 결합 가능하도록 형성된 각각의 기능식 블록 내부에 기능 유닛을 제어하기 위한 제어 유닛을 각각 별도로 구비함으로써, 외부 단말기가 기능식 블록들을 각각 제어할 수 있으며, 이를 통하여 블록 조립체의 용이한 기능 확장을 구현할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체의 전체적인 시스템을 간략히 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체에서의 기능식 블록의 세부 구성을 도시한 블록도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체의 기능식 블록 중 슈팅 블록을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체의 활용예를 설명하기 위한 외부 제어 단말기의 디스플레이 구성을 도시한 도면이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체에 대하여 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체의 전체적인 시스템을 간략히 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체에서의 기능식 블록의 세부 구성을 도시한 블록도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체의 기능식 블록 중 슈팅 블록을 도시한 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체는 복수 개의 기능식 블록(200)들의 결합에 의하여 구성되는데, 이러한 기능식 블록(200)들은 상호 결합 또는 레고 등의 다른 조립식 블록들과 결합 가능하도록 형성된다..

이러한 기능식 블록(200)은 외부에 마련된 단말기(100)에 의하여 각각 해당되는 기능들이 구현되는데, 단말기(100)로는 스마트폰, 태블렛, PC 또는 별도의 리모트 컨트롤러 등이 활용될 수 있다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체는 각 기능식 블록(200)을 통합적으로 제어하는 제어 블록과 같이 제어 신호를 전달하는 매개체 역활을 수행하는 별도의 블록이 없으며, 도 1에 도시된 바와 같이 단말기(100)가 각 기능식 블록(200)들을 각각 별도로 제어하도록 구성된다.

이러한 기능식 블록(200)으로는 도 1에 도시된 바와 같이 슈팅 블록(210), 모션 블록(220), 서보 블록(230), 카메라 블록(240), 라이팅 블록(250) 및 사운드 블록(260) 등이 있을 수 있으며, 그 밖에 다른 기능들을 수행하는 다양한 기능식 블록을 더 구비할 수도 있으며, 이러한 다양한 기능식 블록(200)들에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.

아울러, 상술한 바와 같이, 단말기(100)가 각각의 기능식 블록(200)들을 직접적으로 제어하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체의 각각의 기능식 블록(200)들은 도 2에 도시된 바와 같이 기능 유닛(200a), 통신 유닛(200b), 제어 유닛(200c) 및 전원 유닛(200d)을 각각 구비하여야 한다.

기능 유닛(200a)은 각 기능식 블록(200)들이 갖고 있는 고유의 기능을 수행하는 유닛으로써, 예를 들면, 모터, 발광 소자, 스피커 등을 들 수 있다.

통신 유닛(200b)은 외부에 마련된 단말기(100) 또는 다른 기능식 블록(200) 간의 통신을 수행하기 위한 구성으로, 제어 신호의 송수신 기능을 수행한다.

기능식 블럭(200)과 단말기(100) 또는 다른 기능식 블럭(200) 간의 통신은 별도의 와이어를 이용하여 유선으로 이루어질 수도 있으나, 조립성 등을 고려할 때 무선으로 이루어지는 것이 바람직하며, 무선 통신은 RF(Radio Frequency) 통신, 블루투스(Bluetooth) 통신, 와이파이(Wi-Fi) 통신 등을 이용하여 이루어질 수 있다.

제어 유닛(200c)은 통신 유닛(200b)을 통해 외부의 단말기(100)로부터 수신한 제어 신호를 이용하여 기능 유닛(200a)을 구동시키거나, 또는 기능 유닛(200a)에 의하여 검출된 신호를 가공하여 통신 유닛(200b)으로 전달하는 기능을 수행한다.

예를 들면, 기능 유닛(200a)이 모터인 경우, 제어 유닛(200c)은 모터의 구동 IC(Driver IC)이며, 단말기(100)에서 송신한 모터 구동 신호에 기초하여 제어 유닛(200c)이 모터를 구동하게 될 것이며, 기능 유닛(200a)이 외부의 상황을 검출하는 센싱 유닛(Sensing Unit)인 경우, 제어 유닛(200c)은 센싱 유닛으로부터 검출한 내용을 가공하여 검출 데이터를 생성한 후 통신 유닛(200b)을 통해 단말기(100)에 전송하게 될 것이다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체의 기능식 블록(200)은 각각 전원 유닛(200d)을 더 포함하도록 구성될 수 있으며, 이러한 전원 유닛(200d)은 기능식 블록(200)의 기능 유닛(200a), 통신 유닛(200b) 및 제어 유닛(200c)의 작동에 필요한 전원을 공급해주는 기능을 수행한다.

특히, 전원 유닛(200d)은 배터리, 충전 IC 및 충전 회로로 구성함으로써, 배터리의 충전이 가능하도록 하는 것이 바람직할 것이다.

이하, 앞에서 설명한 기능식 블록(200)이 구비한 각각의 세부 구성에 대한 내용과, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체를 구성하는 다양한 기능식 블록(200)들에 대하여 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체에서의 기능식 블록(200)으로는 슈팅 블록(210), 모션 블록(220), 서보 블록(230), 카메라 블록(240), 라이팅 블록(250) 및 사운드 블록(260) 등으로 구성될 수 있다.

슈팅 블록(210)은 레이저 또는 적외선을 외부로 발사하거나 또는 외부에서 발사된 레이저 또는 적외선을 감지할 수 있는 기능을 수행하는 블록이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 슈팅 블록(210)은 타 블록들과의 수직적인 결합을 위하여 일반적인 조립 블록과 마찬가지로 상면에 돌출 형성된 조립 돌기(211)를 구비하고 있으며, 하면에는 조립 돌기(211)가 삽입되어 상호 결합될 수 있도록 조립홈(미도시)이 형성되어 있다.

또한, 슈팅 블록(210)은 측면에 측면홀(214)이 형성되어 있으며, 이러한 측면홀(214)은 조립핀이 삽입될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.

구체적으로, 조립핀의 일측 및 타측이 두 개의 블록 측면에 형성된 측면홀(214)에 삽입됨으로써, 두 블록 간의 수평적인 결합이 가능하게 되며, 이를 통하여 다양한 조립체를 구성할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 조립핀이 측면홀(214)에 회전 가능하도록 삽입되도록 측면 홀(214) 및 조립핀을 형성하는 경우, 두 블록 간의 회전 및 이동이 가능하게 되어, 더욱 다양한 기능을 구비하는 조립체를 구성할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체의 슈팅 블록(210)은 도 3에 도시된 바와 같이 온/오프 스위치(212)를 구비할 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 각각의 기능식 블록(200)은 자체적으로 배터리 등의 전원 유닛(200d)을 구비하고 있는데, 불필요한 전력 소모를 방지하기 위해서 필요시에만 전원 유닛(200d)이 기능 유닛(200a), 통신 유닛(200b) 및 제어 유닛(200c) 등에 전원을 공급하도록 구성되어야 한다.

이를 위해서, 평상시에는 전원 유닛(200d)으로부터 타 유닛들로의 전원 공급을 차단하되, 동작이 필요한 경우에만 전원 공급이 가능하도록 온/오프 스위치(212)를 구비하는 것이 바람직하다.

아울러, 이러한 온/오프 스위치(212)를 전원의 온/오프 뿐만 아니라 각각의 기능식 블록(200)들의 페어링(Paring) 수행에도 활용될 수 있을 것이다.

예를 들어, 온/오프 스위치(212)를 미리 설정된 제1 시간 이내로 눌렀다가 뗄 경우에는 전원이 온 상태가 되고, 제1 시간을 초과하여 눌렀다가 뗄 경우에는 페어링이 수행되도록 할 수 있다.

또한, 온/오프 스위치(212)를 상기 제1 시간보다 더 긴 시간인 제2 시간을 초과하여 눌렀다가 뗄 경우에는 전원이 오프 상태가 되고, 나아가 데이터 통신이 수행되지 않는 상태가 미리 설정된 시간을 경과한 경우에도 전원이 자동으로 오프 상태가 되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체의 슈팅 블록(210)은 도 3에 도시된 바와 같이 유선 통신 포트(213)를 구비할 수 있다.

즉, 앞서 설명한 바와 같이, 기능식 블록(200)은 외부에 마련된 단말기(100) 또는 다른 블록 간의 통신을 수행하는 통신 유닛(200b)을 구비하고 있는데, 일반적으로 무선 통신을 이용하는 것이 바람직하지만, 필요에 따라 유선 통신도 가능할 수 있도록 슈팅 블록(210)은 유선 통신 포트(213)를 적어도 하나 이상 구비할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체의 슈팅 블록(210)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 충전 포트(215)를 구비할 수 있으며, 이를 통하여 전원 유닛(200d)의 배터리를 용이하게 충전할 수 있다.

나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체의 슈팅 블록(210)은 외부에서 슈팅 블록(210)의 온/오프 상태, 페어링 상태, 배터리 잔량 및 충전 상황 등을 간단히 확인할 수 있도록 LED 등의 별도의 인디케이터를 구비하는 것이 바람직하다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체의 슈팅 블록(210)은 기능 유닛(200a)으로 도 4에 도시된 바와 같이 수신부(216) 및 송신부(217)를 구비한다.

수신부(216)는 외부에서 발사된 레이저 또는 적외선을 감지하는 기능을 수행하는 구성이며, 이러한 수신부(216)는 외부의 전방향으로부터 발사된 레이저 또는 적외선을 수신할 수 있도록 슈팅 블록(210)의 상면에 돔 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

다른 스마트 블록 조립체에서 발사한 레이저 또는 적외선이 수신부(216)에 의하여 검출되는 경우, 슈팅 블록(210)의 제어 유닛(200c)은 카운팅 신호 및 스마트 블록 조립체의 움직임을 멈추거나 일시 정지할 수 있는 제어 신호를 발생시킨 후 통신 유닛(200b)을 통하여 외부 단말기(100) 또는 다른 기능식 블록(200)에 전달하도록 구성할 수 있다.

아울러, 후술할 송신부(216)가 발사한 레이저 또는 적외선과 다른 스마트 블록 조립체에서 발사한 레이저 또는 적외선과의 구별이 필요한 상황이 있으므로, 각각의 레이저 또는 적외선에 고유의 랜덤값을 포함하는 등의 방식으로 구분될 수도 있을 것이다.

송신부(217)는 레이저 또는 적외선이 발사하는 기능을 수행하며, 일측 방향으로 레이저 또는 적외선이 발사될 수 있도록 슈팅 블록(210)의 일 측면에 막대 모양으로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 스마트 블록 조립체를 타 스마트 블록 조립체에 공격 가능한 로봇이나 탱크 등으로 구성하게 될 경우, 송신부(217)는 일종의 포탄 발사부와 같은 기능을 수행하게 된다.

앞에서는 여러 종류의 기능식 블록(200) 중 슈팅 블록(210)에 대하여 설명하였으며, 이하 슈팅 블록(210) 이외에 다른 종류의 기능식 블록(200)들에 대하여 구체적으로 설명하도록 하되, 상술한 슈팅 블록(210)에서의 조립 돌기(211), 조립홈, 온/오프 스위치(212), 유선 통신 포트(213), 측면홀(214), 충전 포트(215) 및 인디케이터의 경우, 슈팅 블록(210) 뿐만 아니라 다른 기능식 블록(200)들에도 모두 적용될 수 있으며, 다른 기능식 블록(200)들에 대한 설명시에는 상술한 구성들에 대한 설명은 생략하도록 한다.

모션 블록(220)은 스마트 블록 조립체를 이동시키는 기능을 수행하는 기능식 블록(200)으로, 이러한 기능의 수행을 위하여 기능 유닛(200a)으로 모터가 구비되고, 모터의 회전력을 감속하기 위한 감속 유닛을 구비할 수 있다.

아울러, 모션 블록(220)의 측면에는 최종 출력되는 회전력을 외부로 전달하기 위하여 회전축과 연결 가능하도록 구성된 연결부가 구비될 수 있으며, 연결부에 휠 또는 트랙을 연결함으로써, 모터가 회전하게 되면 스마트 블록 조립체가 이동되도록 할 수 있다.

이러한 모션 블록(220)이 스마트 블록 조립체의 이동 수단으로서의 기능을 수행하기 위해서는, 일반적으로 스마트 블록 조립체의 전면을 기준으로 좌측 및 우측에 각각 하나 또는 둘 이상의 모션 블록(220)을 구비하여야 하는 것이 바람직하다.

서보 블록(230)은 기능 유닛(200a)으로 서보 모터를 구비하고 있으며, 서보 모터와 연결된 별도의 링크 블록 또는 다른 기능식 블록을 상하 또는 좌우 회전시키는 기능을 수행한다.

이러한 서보 블록(230)은 기본적으로 모션 블록(220)과 기능이 유사하며, 활용도 또한 유사하지만, 모션 블록(230) 대비 보다 정밀한 각도 제어가 가능하다는 장점이 있다.

예를 들어, 서보 블록(230)에 상술한 슈팅 블록(210)을 결합할 경우, 슈팅 블록(210)이 포탄 발사기의 기능을 수행하는 경우 서보 블록(230)은 포탄 발사기의 포탄 발사 방향 및 각도를 조절할 수 있게 되며, 이러한 구체적인 제어는 외부 단말기(100)에 설치된 어플리케이션에 의하여 이루어질 수 있다.

카메라 블록(240)은 기능 유닛(200a)으로 카메라를 구비하고, 카메라를 통하여 촬영된 영상을 획득하여 외부에 마련된 단말기(100)로 송신하는 기능을 수행한다.

구체적으로, 카메라 블록(240)의 제어 유닛(200c)은 카메라로부터 획득한 영상을 샘플링 또는 압축한 후, 가공된 데이터를 통신 유닛(200b)을 통하여 외부에 마련된 단말기(100)로 송신하게 되면, 단말기(100)를 통하여 카메라 블록(240)의 카메라에 의하여 촬영된 영상을 확인할 수 있게 된다.

이때, 카메라에 의하여 획득한 영상 데이터의 크기가 다른 데이터의 신호 대비 큰 것을 고려하면, 카메라 블록(240)의 통신 유닛(200b)은 다양한 무선 통신 모듈 중 와이파이 모듈이 적용되는 것이 바람직하다.

한편, 라이팅 모듈의 경우, 기능 유닛(200a)은 복수 개의 발광체이며, 외부에 마련된 단말기(100) 또는 다른 기능식 블록(200)으로부터 통신 유닛(200b)이 제어 신호를 수신하면, 제어 유닛(200c)은 이러한 제어 신호에 기초하여 복수 개의 발광체의 구동 신호를 발생시키게 된다.

특히, 복수 개의 발광체는 각각 다른 색깔의 빛을 발산할 수 있는 LED를 채용하는 것이 바람직하며, 구체적으로 Red, Green 및 Blue 색의 빛을 각각 발산하는 3개의 LED를 채용할 수 있다.

이러한 3개의 광원을 이용할 경우, 단말기(100)의 어플리케이션을 통하여 RGB 값을 사용자가 조정하게 되면, 단말기(100)는 해당되는 RGB 정보를 라이팅 블록(250)의 통신 유닛(200b)으로 송신하게 되고, 제어 유닛(200c)은 해당 색상을 위하여 각 LED에 인가해야 할 전류량을 산출한 후, 각 LED에 전류를 인가함으로써 라이팅 블록(250)은 다양한 색상의 빛을 발산할 수 있게 된다.

아울러, 라이팅 블록(250)의 제어 유닛(200c)은 외부로부터 받은 신호에 기초하여 LED들을 주기적으로 점등할 수도 있으며, 주기적으로 다양한 색상으로 변경하는 등의 여러 시각적 효과를 발생시킬 수도 있다.

나아가, 후술할 사운드 블록(260)과 연동하여, 단말기(100)로부터 사운드 블록(260)으로 보내는 음원에 기초하여 라이팅 블록(250)이 제어될 수도 있으며, 이를 통하여 음악에 따라 불빛이 변화하는 일종의 뮤직쇼(Music Show)의 진행 또한 가능할 것이다.

사운드 블록(260)은 기능 유닛(200a)으로 스피커를 구비하며, 상술한 바와 같이 외부에 마련된 단말기(100)가 음원 데이터를 사운드 블록(260)의 통신 유닛(200b)으로 송신하면, 제어 유닛(200b)은 음원 데이터에 기초하여 스피커의 보이스 코일(Voice Coil)에 인가할 전류량을 산출한 후 스피커에 연속적으로 변화되는 전류를 인가함으로써 소리 및 음악을 출력할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체에서의 기능식 블록(200)은 상술한 6가지 종류의 기능식 블록(200) 이외에, 초음파 센서 등을 이용한 근접 센싱 블록, 외부에서 발생된 소리를 획득하는 마이크 블록 등 다양한 기능을 갖는 기능식 블록(200) 또한 구비될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체는, 뮤직쇼, 색체 교육 등 여러 분야에서 활용 가능한데, 이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체가 슈팅 게임으로 활용되는 경우에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체의 활용예를 설명하기 위한 외부 제어 단말기의 디스플레이 구성을 도시한 도면이다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 블록 조립체는 슈팅 블록(210), 서보 블록(230), 카메라 블록(240), 라이팅 블록(250) 및 사운드 블록(260) 각각 1개와, 2개의 모션 블록(220)의 결합에 의하여 구성된다고 가정한다.

이 경우, 2개의 모션 블록(220)은 탱크 로봇의 좌측 및 우측 트랙의 역할을 수행하고, 슈팅 블록(210)은 포탄 발사 장치의 역할을 수행하고, 서보 블록(230)은 포탄 발사 장치의 조정부의 역할을 수행하게 된다.

상기 각 기능식 블록(200)들은 상술한 바와 같이 외부에 마련된 단말기(100)에 의하여 제어되는데, 단말기(100)는 스마트폰, 태블릿 등이 될 수 있으며, 이러한 단말기(100)에는 스마트 블록 조립체의 기능을 제어하기 위한 아이콘 및 스마트 블록 조립체로부터 수신받은 정보들을 출력하기 위한 아이콘 등이 표시되는 디스플레이(110)가 구비되며, 이러한 디스플레이(110)는 입력 및 출력이 모두 가능한 터치 디스플레이인 것이 바람직하다.

이러한 탱크 로봇의 제어를 위해서는 각 기능식 블록(200)들의 설정 및 제어를 위한 어플리케이션이 해당 단말기(100)에 설치되어야 하며, 설치된 어플리케이션에 의하여 단말기(100) 및 기능식 블록(200)들 사이의 통신 상태 설정, 각 기능식 블록(200)들의 초기 설정 등을 수행할 수 있다.

특히, 상기 어플리케이션을 이용하여 탱크 로봇을 이용한 슈팅 게임을 진행하게 될 경우, 단말기(100)의 디스플레이(110)에는 도 5에 도시된 바와 같이 모션 제어 입력 아이콘(111), 서보 모터 제어 입력 아이콘(112), 발사 제어 입력 아이콘(113), 힐링 포인트 출력바(114), 라이팅 제어 입력 아이콘(115), 사운드 제어 입력 아이콘(116), 잔여 폭탄 표시 아이콘(117) 등이 표시될 수 있다.

모션 제어 입력 아이콘(111)은 스마트 블록 조립체(200)인 탱크 로봇의 이동 방향 및 이동 속도를 제어하기 위하여 모션 블록(220)에 송신하여야 할 방향 신호 및 속도 신호를 발생시키는 입력부이다.

이러한 모션 제어 입력 아이콘(111)은 도 5에 도시된 바와 같이, 소정의 지름을 갖는 원, 상기 원 안에 표시된 X축 및 Y축과, X축 및 Y축 상에 표시된 눈금으로 형성될 수 있다.

사용자가 모션 제어 입력 아이콘(111) 내의 특정 위치를 터치하게 되면, 터치한 좌표에 기초하여 모션 블록(220)의 방향 및 속도가 결정되고, 더욱 구체적으로는 좌측 모션 블록 및 우측 모션 블록의 구동 여부 및 속도를 결정하게 되는 것이다.

즉, 사용자가 특정 좌표를 터치하면, 두 개의 모션 블록(220)의 통신 유닛(200b)은 해당 좌표를 전송받고, 이러한 좌표 정보를 각각의 제어 유닛(200c)으로 전달하게 되면, 제어 유닛(200c)은 해당 좌표에 기초한 탱크 로봇의 방향 및 속도를 산출하여 각각의 모터에 펄스폭 변조(PWM) 신호를 인가함으로써 각각의 모터를 구동하게 되고, 이를 통하여 탱크 로봇의 이동을 제어하게 되는 것이다.

한편, 좌측 트랙 및 우측 트랙 역할을 수행하는 모션 블록(220)을 반대로 조립하였을 경우를 대비하여 상기 어플리케이션의 설정 화면에서는 모션 블록(220)의 모터 구동 방향을 바꿀 수 있도록 하는 것도 가능하다.

발사 제어 입력 아이콘(113)은 슈팅 블록(210)의 송신부(217)을 제어하여 레이저 또는 적외선을 외부로 발사하기 위한 발사 신호를 발생시키는 기능을 수행한다.

즉, 사용자가 발사 제어 입력 아이콘(113)을 터치하게 되면, 슈팅 블록(210)의 통신 유닛(200b)은 단말기(100)로부터 해당 신호를 전송받은 후 제어 유닛(200c)으로 전달하면, 제어 유닛(200c)은 송신부(217)가 레이저 또는 적외선이 발사되도록 하며, 이는 탱크 로봇의 포탄 발사 장치에서 포탄을 발사하는 것과 동일한 효과를 발생하게 한다.

동시에 단말기(100)는 사운드 블록(260)에 포탄 발사 음향 신호를 전달하여 사운드 블록(260)에서 발사 음향이 나오도록 할 수 있으며, 이를 통하여 사용자로 하여금 좀 더 현실감 있는 슈팅 게임을 즐길 수 있도록 할 수도 있을 것이다.

한편, 탱크 로봇의 포탄 발사 장치에서 포탄을 연속적으로 발사하는 경우, 어느 정도의 시간 간격을 두고 연속적으로 발사되도록 하는 것이 바람직하다.

따라서, 발사 제어 입력 아이콘(113) 내부에 게이지 기능을 삽입하여, 해당 아이콘 내부에 게이지가 차 있는 상태에서만 발사가 가능하고, 한 차례 발사가 이루어지면 게이지가 처음부터 다시 차오를 수 있도록 할 수 있다.

나아가, 단말기(100)의 어플리케이션에는 발사 가능한 포탄의 수를 제한할 수 있으며, 이 경우 디스플레이(110) 상에서의 잔여 폭탄 표시 아이콘(117)은 발사 가능한 포탄의 갯수를 표시할 수 있다.

서보 모터 제어 입력 아이콘(112)은 서보 모터와 연결된 링크 블록 또는 서보 블록(230)과 결합된 슈팅 블록(210)을 좌우 또는 상하로 회전시키기 위한 회전 방향 신호 및 회전 각도 신호를 발생시킨다.

이러한 서보 모터 제어 입력 아이콘(112)은 도 5에 도시된 바와 같이 X축 및 Y축으로 이루어진 십자 형상의 아이콘으로 형성될 수 있으며, 사용자가 손가락을 서보 모터 제어 입력 아이콘(112)에 접촉한 상태로 왼쪽 또는 오른쪽, 위 또는 아래로 움직이게 되면, 이러한 움직임에 기초하여 포탄 발사 장치가 해당 방향으로 회전하게 된다.

즉, 사용자가 서보 모터 제어 입력 아이콘(112) 상에서 어느 한 방향으로 손가락을 터치하여 이동하게 되면, 단말기(100)는 이동 방향 및 이동량을 서보 블록(230)의 통신 유닛(200b)으로 전달하게 되고, 제어 유닛(200b)은 통신 유닛(200b)으로부터 전달받은 신호에 기초하여 서보 모터에 전류를 인가하게 된다.

한편, 사용자가 서보 블록(230)을 반대로 조립하였을 경우를 대비하여 상기 어플리케이션의 설정 화면에서는 서보 블록(230)의 서보 모터 구동 방향을 바꿀 수 있도록 하는 것도 가능하다.

힐링 포인트 출력바(114)는 바(Bar) 형상으로 표현되고, 탱크 로봇이 상대편에서 발사한 포탄을 맞은 경우 그 길이가 점점 줄어들게 되도록 표시된다.

즉, 슈팅 블록(210)의 수신부(216)가 외부로부터 발사된 레이저 또는 적외선을 감지하게 되면, 슈팅 블록(210)의 제어 유닛(200c)은 감지 신호를 통신 유닛(200b)을 통해 단말기(100)로 보내게 되고, 단말기(100)는 이러한 상황을 반영하여 힐링 포인트 출력바(114)의 길이 또는 형상을 변경시킨다.

또한, 해당 탱크 로봇의 주변에 다른 탱크 로봇이 있음이 감지된 경우, 즉 사격 반경 내에 있음이 감지된 경우에는 힐링 포인트 출력바(114)를 계속 깜빡임으로써 사용자로 하여금 비상 상황임을 인지하도록 하는 것도 가능하며, 나아가 단말기(100)의 진동 기능을 이용하여 사용자에게 경고하는 것도 가능할 것이다.

라이팅 제어 입력 아이콘(115)은 해당 탱크 로봇이 구비하고 있는 라이팅 블록(250)에서 빛의 점등을 제어할 수 있는 아이콘이고, 사운드 제어 입력 아이콘(116)은 해당 탱크 로봇이 구비하고 있는 사운드 블록(260)에서 음향의 출력을 제어할 수 있는 아이콘이다.

또한, 도 5에서의 디스플레이(110)의 영역 중 아이콘들이 표시되지 않는 가운데 영역에는 카메라 블록(240)으로부터 전달받은 영상이 출력되도록 할 수 있으며, 이를 통하여 사용자는 좀 더 현실감있는 슈팅 게임을 즐길 수 있게 된다.

나아가, 도 5에는 도시되지 않았으나, 디스플레이(110)에는 각 기능식 블록(200)의 전원을 온/오프할 수 있는 전원 아이콘이 표시될 수 있으며, 각 기능식 블록(200)의 배터리 잔량 및 예상 사용 시간 또한 표시될 수 있을 것이다.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 단말기
110: 디스플레이
200: 기능식 블록
200a: 기능 유닛
200b: 통신 유닛
200c: 제어 유닛
200d: 전원 유닛
210: 슈팅 블록
220: 모션 블록
230: 서보 블록
240: 카메라 블록
250: 라이팅 블록
260: 사운드 블록

Claims (6)

  1. 상호 결합 가능하도록 형성되고, 외부에 마련된 단말기에 의하여 제어 가능한 복수 개의 기능식 블록이 결합된 스마트 블록 조립체에 있어서,
    상기 각각의 기능식 블록은,
    해당되는 기능을 수행하는 기능 유닛;
    상기 단말기 또는 다른 기능식 블록과의 제어 신호의 송수신을 수행하는 통신 유닛;
    상기 제어 신호에 기초하여 상기 기능 유닛을 제어하는 제어 유닛; 및
    상기 기능 유닛, 통신 유닛 및 제어 유닛 중 적어도 하나에 전원을 공급하는 전원 유닛;
    을 포함하고, 상기 복수 개의 기능식 블록은,
    상기 기능 유닛으로 레이저 또는 적외선을 외부로 발사하는 송신부 및 외부에서 발사된 레이저 또는 적외선을 감지하는 수신부를 구비하는 슈팅 블록;
    상기 기능 유닛으로 모터를 구비하고, 상기 모터에 휠 또는 트랙을 연결하여 상기 모터의 회전에 기초하여 상기 스마트 블록 조립체를 이동시키는 모션 블록; 및
    상기 기능 유닛으로 서보 모터를 구비하고, 상기 서보 모터와 연결된 링크블록 또는 다른 기능식 블록을 상하 또는 좌우 회전시키는 서보 블록;
    을 포함하는 스마트 블록 조립체.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 슈팅 블록에서,
    상기 송신부는 일측 방향으로 레이저 또는 적외선이 발사될 수 있도록 상기 슈팅 블록의 일 측면에 배치되고,
    상기 수신부는 외부의 전방향으로 발사된 레이저 또는 적외선을 수신할 수 있도록 상기 슈팅 블록의 상면에 돔 형상으로 형성되는 스마트 블록 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단말기에는 상기 기능식 블록을 제어하기 위한 어플리케이션이 설치되고, 상기 어플리케이션이 실행되는 경우 상기 단말기에 구비된 디스플레이에는,
    상기 스마트 블록 조립체의 이동 방향 및 이동 속도를 제어하기 위하여 상기 모션 블록에 송신하여야 할 방향 신호 및 속도 신호를 발생시키는 모션 제어 입력 아이콘;
    상기 서보 모터와 연결된 링크블록 또는 다른 기능식 블록의 회전 방향 신호 및 회전 각도 신호를 발생시키는 서보 모터 제어 입력 아이콘; 및
    상기 슈팅 블록의 송신부를 제어하여 상기 레이저 또는 적외선을 외부로 발사하기 위한 발사 신호를 발생시키는 발사 제어 입력 아이콘;
    이 표시되는 스마트 블록 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수 개의 기능식 블록은,
    상기 기능 유닛으로 카메라를 구비하고, 상기 카메라를 통하여 촬영된 영상을 획득하는 카메라 블록;
    상기 기능 유닛으로 복수 개의 발광체를 구비하는 라이팅 블록; 및
    상기 기능 유닛으로 스피커를 구비하는 사운드 블록;
    중 적어도 하나를 더 포함하는 스마트 블록 조립체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 단말기에는 상기 기능식 블록을 제어하기 위한 어플리케이션이 설치되고, 상기 어플리케이션이 실행되는 경우 상기 단말기에 구비된 디스플레이에는,
    상기 슈팅 블록의 수신부로부터 전달받은 상기 레이저 또는 적외선의 감지 신호에 기초하여 형상 또는 길이가 변경되는 힐링 포인트 출력바; 및
    상기 복수 개의 발광체의 온/오프 및 상기 복수 개의 발광체에 입력되는 전류량 제어를 위한 신호를 발생시키는 라이팅 제어 입력 아이콘;
    이 표시되는 스마트 블록 조립체.
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