KR101921412B1

KR101921412B1 - Robot arm system and the method for operating the same

Info

Publication number: KR101921412B1
Application number: KR1020170014547A
Authority: KR
Inventors: 김병기; 김영채; 김창민; 김윤진; 김재명
Original assignee: 한국기술교육대학교 산학협력단
Priority date: 2017-02-01
Filing date: 2017-02-01
Publication date: 2018-11-23
Also published as: KR20180089937A

Abstract

본 발명은 로봇암 시스템에 관한 것으로, 다수개의 관절이 구비된 로봇암과, 터치 패널로 이루어져 사용자의 터치 및 드래그 동작에 따른 신호를 생성하는 모션감지부 및 상기 모션감지부의 신호를 전송 받아 상기 로봇암의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 사용자가 터치한 상기 모션감지부 터치 패널의 좌표를 입력 받아 상기 로봇암의 동작을 제어함으로써 상기 로봇암이 일정 지점을 터치할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 로봇암 시스템을 제공한다.The present invention relates to a robot arm system, and more particularly, to a robot arm system including a robot arm having a plurality of joints, a motion sensing unit including a touch panel to generate a signal according to a user's touch and drag operation, And a control unit for controlling the operation of the arm, wherein the control unit controls the operation of the robot arm by receiving coordinates of the motion sensing unit touch panel touched by the user so that the robot arm can touch a certain point The robot arm system comprising:

Description

Technical Field [0001] The present invention relates to a robot arm system,

본 발명은 로봇암 시스템 및 그 구동방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수개의 관절로 이루어진 로봇암이 모션감지부의 동작을 따라 구동되도록 하되 상기 모션감지부를 터치 패널로 구성함으로써 사용자가 간단히 터치 패널을 터치 또는 드래그하면 로봇암도 상기 모션을 인식하여 실 영역을 터치 또는 드래그를 할 수 있도록 한 로봇암 시스템 및 그 구동방법에 관한 것이다. The present invention relates to a robot arm system and a driving method thereof. More particularly, the robot arm including a plurality of joints is driven by an operation of a motion sensing unit. By configuring the motion sensing unit as a touch panel, The robot arm can recognize the motion and touch or drag the real area by touching or dragging the robot arm.

산업 혁명을 통해 분업 사회가 되면서 사람이 하기 어려운 일이나 위험한 일 등을 대신 처리하는 로봇이 산업 분야 전반에 걸쳐 다양하게 이용되어 왔다. 또한, 근래에 들어선 용접 로봇 등과 같이 산업 현장에서 주로 이용되던 로봇이 이제는 청소 로봇, 안내 로봇, 의료용 로봇 등과 같이 다양한 분야에서 사람들의 실생활에 점점 더 가깝게 다가오고 있다. In the industrial revolution, robots have been widely used throughout the industrial sector as a task force to deal with difficult and dangerous tasks. In addition, robots, which have been used mainly in industrial fields such as welding robots that have recently been introduced, are now getting closer and closer to people's real life in various fields such as cleaning robots, guide robots and medical robots.

산업용 로봇은 회전운동이나 직선운동을 하는 관절들이 연속적으로 연결된 링크들로 구성된 범용의 컴퓨터 제어 매니퓰레이터인데, 이러한 일반적인 다관절로 이루어진 로봇을 이용하여 원하는 작업을 하기 위해서는 로봇의 암(arms)들을 다양한 각도로 움직여 사용자가 원하는 임의의 위치에 정확하게 위치시킬 수 있어야 한다. An industrial robot is a general-purpose computer control manipulator composed of links connected in series by rotational or linear motion joints. In order to perform a desired operation using such a general articulated robot, the arms of the robot are moved in various angles To be precisely positioned at a desired position by the user.

로봇을 조작하기 위한 방법에는 마스터-슬레이브 제어 방식, 교시 상자 제어 방식, 프로그래밍에 의한 제어 방식 등이 있다. Methods for operating the robot include a master-slave control method, a teaching box control method, and a programming control method.

마스터-슬레이브 제어 방식은 작업자가 손으로 작동시키는 주조작기 마스터와, 상기 주조작기 마스터와 연결되고 제어되어 작업을 수행하는 종조작기 슬레이브로 구성된다. 작업자가 직접 로봇을 보면서, 또는 간접적으로 화면을 통해 로봇을 보면서 마스터를 조작하면 그에 따라 슬레이브가 제어되어 구동되는 방식으로 로봇의 조작이 이루어 진다. The master-slave control system consists of a main controller master which is manually operated by an operator, and a slave controller slave which is connected to and controlled by the main controller. When the operator manually operates the master while viewing the robot directly or indirectly through the screen while viewing the robot, the robot is operated in such a manner that the slave is controlled and driven accordingly.

교시 상자 제어 방식은, 플레이트에 일정 동작의 움직임이 표시된 다수개의 자판이 형성되어 있는 것으로, 로봇 사용 초기에 주로 사용하였다. 티치 팬던트는 작업자가 플레이트에 형성된 임의의 자판을 누르면 임의의 자판에 입력된 동작에 따라 로봇이 작업을 행하게 된다.In the teaching box control method, a plurality of keyboards each showing a movement of a predetermined motion are formed on a plate, and they are mainly used at the beginning of robot use. The teach pendant is operated by an operator according to an operation inputted to an arbitrary key board by pressing an arbitrary key board formed on a plate.

프로그래밍에 의한 제어 방식은 임의의 작업을 할 수 있도록 프로그램 입력하여 로봇이 작업을 행하게 하는 것이다.In the control method by programming, a program is input so that an arbitrary operation can be performed, and the robot performs work.

하지만, 위와 같은 마스터-슬레이브 제어 방식에 의한 로봇 조작 방법은 조작의 난이도가 높아 일정 기간 훈련을 거쳐 숙련된 사용자가 아니면 로봇을 원활하게 조작하기가 어렵다는 문제점이 있고, 교시 상자 제어 방식은 정형적인 단순 반복 작업 등에 사용되는 것으로 다양한 분야에 적용되기가 어렵다는 문제점이 있고, 프로그래밍에 의한 제어 방식은 로봇이 복잡한 구동을 수행할 수는 있으나 그에 따른 제어기의 구성이 복잡해지는 문제점이 있다.However, there is a problem in that the robot manipulation method by the master-slave control method as described above is difficult to manipulate the robot smoothly after training for a certain period of time and is not skilled users, and the teaching- It is difficult to apply it to various fields because it is used for repetitive work and the like. In the control method by programming, the robot can perform complicated driving, but the configuration of the controller becomes complicated.

따라서, 로봇이 산업현장에서뿐만 아니라 실생활에서도 널리 사용될 수 있으려면 정형적인 동작뿐만 아니라 다양한 동작을 구현할 수 있는 로봇 장치, 그리고 그러한 로봇 장치를 쉽게 조작할 수 있는 제어 장치 및 그 방식이 필요하다. Therefore, in order that the robot can be widely used not only in the industrial field but also in the real life, there is a need for a robot device capable of realizing not only a typical operation but also various operations, and a control device and a control method for easily operating such a robot device.

관련 선행기술로는 한국공개특허 10-2016-0054307호(공개일: 2016. 05. 16)가 있다.A related prior art is Korean Patent Laid-open Publication No. 10-2016-0054307 (published on May 26, 2016).

본 발명은 로봇이 산업현장에서뿐만 아니라 실생활에서도 널리 사용될 수 있도록 다수개의 관절로 이루어진 로봇암이 모션감지부의 동작을 따라 구동되도록 하되 상기 모션감지부를 터치 패널로 구성하여 사용자가 간단히 터치 패널을 터치 또는 드래그하면 로봇암도 상기 모션을 인식하여 실 영역을 터치 또는 드래그할 수 있는 로봇암 시스템 및 그 구동방법을 제공하고자 한다.A robot arm including a plurality of joints is driven in accordance with an operation of a motion sensing unit so that a robot can be widely used not only in an industrial field but also in a real life. The motion sensing unit is configured as a touch panel, A robotic arm system capable of recognizing the motion and touching or dragging the real area, and a driving method thereof.

본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description .

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 로봇암 시스템은, 다수개의 관절이 구비된 로봇암과, 터치 패널로 이루어져 사용자의 터치 및 드래그 동작에 따른 신호를 생성하는 모션감지부 및 상기 모션감지부의 신호를 전송받아 상기 로봇암의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 사용자가 터치한 상기 모션감지부 터치 패널의 좌표를 입력받아 상기 로봇암의 동작을 제어함으로써 상기 로봇암이 일정 지점을 터치할 수 있도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a robot arm system including a robot arm having a plurality of joints, a motion sensing unit including a touch panel and generating a signal according to a user's touch and drag operation, Wherein the controller receives the coordinates of the motion sensing unit touch panel touched by the user and controls the operation of the robot arm so that the robot arm touches a certain point So as to be able to be used.

구체적으로, 상기 로봇암은 상기 로봇암을 지지하고 바닥에 고정하는 지지부와, 상기 지지부에 연결되고 다수개의 암들을 포함하는 암부와, 상기 암부에 구동력을 제공하는 모터를 포함하는 구동부 및 상기 암부의 종단에 연결되는 터치부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. Specifically, the robot arm includes a support portion supporting the robot arm and fixing the robot arm to the floor, a driving portion connected to the support portion and including an arm portion including a plurality of arms, a motor for providing a driving force to the arm portion, And a touch portion connected to the terminal.

구체적으로, 상기 암부는 상기 지지부에 상기 구동부의 제1 모터를 매개로 결합되는 제1 암 및 상기 제1 암에 상기 구동부의 제2 모터를 매개로 결합되는 제2 암을 포함하되, 상기 제1 암와 제2 암은 동일한 길이로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다. Specifically, the arm portion includes a first arm coupled to the support portion via a first motor of the driving portion, and a second arm coupled to the first arm via a second motor of the driving portion, And the arm and the second arm are formed to have the same length.

구체적으로, 상기 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 따른 로봇암 시스템을 구동하는 방법은, 상기 제어부가 상기 모션감지부의 터치 신호를 입력받는 터치인식단계와, 상기 제어부가 터치 패널의 좌표에 해당하는 지점과 기설정된 원점과의 거리인 포인팅거리, 상기 제1 암의 회전각도 및 암부의 오프셋각도를 산출하는 거리각도계산단계와, 상기 제어부가 상기 구동부를 제어하여 상기 암부를 구동하는 회전구동단계와, 상기 제어부가 상기 구동부를 제어하여 상기 터치부를 구동하는 터치구동단계 및 상기 제어부가 상기 모션감지부의 터치 신호가 계속 입력되면 연속하여 이전 단계를 반복 수행하고 터치 종료 신호가 입력되면 상기 로봇암을 초기 위치로 위치시키고 상기 터치 신호를 대기하는 연계구동단계를 포함할 수 있다. Specifically, the method for driving the robot arm system according to any one of claims 1 to 3 includes: a touch recognition step of the control unit receiving a touch signal of the motion sensing unit; and a control unit A distance angle calculation step of calculating a pointing distance which is a distance between a point and a predetermined origin, a rotation angle of the first arm, and an offset angle of the arm part; and a rotation driving step of controlling the driving part to drive the arm part And a control unit which controls the driving unit to drive the touch unit and the control unit repeatedly performs a previous step when the touch signal of the motion sensing unit is continuously input. When a touch end signal is inputted, Position of the touch signal and waiting for the touch signal.

구체적으로, 상기 거리각도계산단계에서, 상기 회전각도는 상기 제어부가 어느 하나의 암과 상기 구동부를 합한 길이를 빗변으로 하고 상기 포인팅거리를 밑변으로 하는 이등변삼각형을 가상으로 구현하여 상기 이등변삼각형의 밑각을 계산하여 산출하는 것을 특징으로 하는 할 수 있다. Specifically, in the distance angle calculation step, the control unit may virtually implement an isosceles triangle having the base point and the pointing distance as a base, And then calculating the calculated value.

구체적으로, 상기 거리각도계산단계에서, 상기 오프셋각도는 상기 제어부가 상기 포인팅거리를 빗변으로 하고 상기 로봇암의 초기 위치에서 X 좌표에 해당하는 지점까지를 밑변으로 하는 직각삼각형을 가상으로 구현하여 기설정된 원점을 꼭짓점으로 하는 상기 직각삼각형의 내각을 계산하여 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다. Specifically, in the distance angle calculation step, the control unit virtually implements a right angle triangle having the pointing distance as a hypotenuse and a base from the initial position of the robot arm to a point corresponding to the X coordinate, And calculating the internal angle of the right triangle having the set origin as a vertex.

구체적으로, 상기 회전구동단계에서, 상기 제어부가 상기 회전각도만큼 제1 암을 회전시키고 상기 회전각도의 2배만큼 제2 암을 회전시키고 상기 오프셋각도만큼 제1 암을 재차 회전시키는 것을 특징으로 할 수 있다. Specifically, in the rotation driving step, the controller rotates the first arm by the rotation angle, rotates the second arm by twice the rotation angle, and rotates the first arm by the offset angle again .

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 다수개의 관절로 이루어진 로봇암이 모션감지부의 동작을 따라 구동되도록 하되 상기 모션감지부를 터치 패널로 구성하여 사용자가 간단히 터치 패널을 터치 또는 드래그하면 로봇암도 상기 모션을 인식하여 실 영역을 터치 또는 드래그할 수 있도록 하고 있기 때문에 로봇의 조작이 간단하여 산업현장에서뿐만 아니라 실생활에서도 널리 사용될 수 있도록 하는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, a robot arm composed of a plurality of joints is driven in accordance with the motion of the motion sensing unit. When the user touches or drags the touch panel easily by configuring the motion sensing unit as a touch panel, It is possible to touch or drag the real area so that it is easy to operate the robot and it can be widely used not only in industrial field but also in real life.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 로봇암 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 로봇암을 제어하기 위한 제어부의 가상 도형을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 로보암의 작동 과정을 상세히 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 로보암 시스템의 구동 방법을 나타낸 순서도이다. 1 is a schematic view of a robot arm system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a virtual figure of a control unit for controlling the robot arm shown in FIG. 1. FIG.
3 is a detailed view illustrating the operation of the robot arm shown in FIG.
4 is a flowchart illustrating a method of driving a robotic arm system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of embodiments of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 로봇암 시스템을 개략적으로 도시한 도면으로서, 본 발명의 로봇암 시스템은, 다수개의 관절이 구비된 로봇암(100)과, 터치패널(210)로 이루어져 사용자의 터치 및 드래그 동작에 따른 신호를 생성하는 모션감지부(200) 및 상기 모션감지부(200)의 신호를 전송받아 상기 로봇암(100)의 동작을 제어하는 제어부(300)를 포함할 수 있다. FIG. 1 is a view schematically showing a robot arm system according to an embodiment of the present invention. The robot arm system of the present invention comprises a robot arm 100 having a plurality of joints, and a touch panel 210 A motion sensing unit 200 for generating a signal according to a user's touch and drag operation and a control unit 300 for receiving a signal of the motion sensing unit 200 and controlling the operation of the robot arm 100 have.

로봇암(100)은, 다수개의 관절이 구비되어서 곡선과 같은 다양한 모양의 선을 따라 움직일 수 있도록 회전이 원활하도록 하는데, 로봇암(100)을 지지하고 바닥에 고정하는 지지부(130)와, 상기 지지부(130)에 연결되고 다수개의 암들을 포함하는 암부(110)와, 상기 암부(110)에 구동력을 제공하는 모터를 포함하는 구동부(140) 및 상기 암부(110)의 종단에 연결되는 터치부(120)를 포함할 수 있다. The robot arm 100 includes a support 130 for supporting the robot arm 100 and fixing the robot arm 100 to the floor so that the robot arm 100 can smoothly rotate along various lines such as curved lines provided with a plurality of joints, A driving unit 140 connected to the supporting unit 130 and including a plurality of arms and a motor for providing a driving force to the arm unit 110 and a touch unit 140 connected to an end of the arm unit 110. [ (120).

암부(110)는 로봇암의 관절과 관절 사이에 링크에 해당하는 구조체로서 일측 종단부는 후술하게될 지지부(130)에 연결되고 다수개의 암들을 포함하여서 종단부까지 연장되도록 하는데, 상기 지지부(130)에 암부(110)를 회전 구동시키는 구동부(140)의 제1 모터(141)를 매개로 결합되는 제1 암(111) 및 상기 제1 암(111)에 상기 구동부(140)의 제2 모터(142)를 매개로 결합되는 제2 암(112)을 포함할 수 있다. The arm portion 110 is a structure corresponding to a link between the joint and the joint of the robot arm. One end portion of the arm portion 110 is connected to the support portion 130 to be described later and includes a plurality of arms to extend to the end portion. A first arm 111 coupled to the first arm 141 of the driving unit 140 via a first motor 141 of the driving unit 140 for rotating the arm unit 110, And a second arm 112 coupled via a second arm 142. [

여기서, 상기 제1 암(111)과 제2 암(112)은 동일한 길이로 이루어지도록 하는데, 이는 본 발명의 일실시예에서 로봇암 시스템의 구동을 제어하는 방법과 관련된 특징으로서 이에 대해서는 후술하기로 한다. Here, the first arm 111 and the second arm 112 have the same length, which is related to a method of controlling the driving of the robot arm system according to an embodiment of the present invention. do.

또한, 본 발명의 일실시예에서 상기 암부(110)를 구성하는 링크들을 제1 암(111)과 제2 암(112)으로 이루어진 것을 예로 들었지만 이는 필요에 따라 얼마든지 변경이 가능함은 당연하다 할 것이다. In addition, in the embodiment of the present invention, the links constituting the arm unit 110 include the first arm 111 and the second arm 112, but it is needless to say that the links can be changed as needed will be.

제1 암(111)은 복수개의 관절들 사이에 위치한 복수개의 링크들 중에서 가장 아래에 위치하게 되는 로봇암의 링크로서 금속 또는 플라스틱 재질과 같이 일정강도를 지니는 재질로 이루어진 플레이트 형상을 갖되 그 내부가 비어있는'ㄷ'형상을 하고 지지부(130)에 결합되며 암부(110)를 회전 구동시키는 구동부(140)의 제1 모터(141)를 매개로 결합되도록 한다. 여기서, 제1 암(111)의 재질 및 그 형상은 본 발명의 일실시예에 따른 것으로 필요에 따라 얼마든지 변용이 가능함은 물론이다. The first arm 111 is a link of a robot arm positioned at the bottom of a plurality of links located between a plurality of joints and has a plate shape made of a material having a certain strength such as a metal or plastic material, And is coupled to the support part 130 through the first motor 141 of the driving part 140 which drives the arm part 110 to rotate. Here, the material and shape of the first arm 111 are in accordance with one embodiment of the present invention, and it is obvious that the first arm 111 can be modified as much as necessary.

다시 말하면 제1 암(111)의 일측 개방된 부위로는 제1 모터(141)가 삽입되어 결합되는데, 그 일측의 종단부 상하의 플레이트에는 제1 모터(141)의 구동축이 단단히 결합되게 된다. 따라서 제1 모터(141)의 회전 구동에 따라 제1 암(111)도 따라서 회전할 수 있다. 이때 제1 모터(141)의 회전에 따라 제1 암(111)이 미끄러지지 않도록 제1 암(111)과 제1 모터(141)의 구동축의 결합부위에는 요철을 형성할 수도 있다(도면 미도시).In other words, the first motor 141 is inserted into and coupled to the first opened portion of the first arm 111, and the driving shaft of the first motor 141 is tightly coupled to the upper and lower plates at one end thereof. Accordingly, the first arm 111 can rotate along with the rotation of the first motor 141. [ At this time, concavities and convexities may be formed on the coupling portion between the first arm 111 and the driving shaft of the first motor 141 so that the first arm 111 does not slip according to the rotation of the first motor 141 (not shown) .

제2 암(112)은 복수개의 관절들 사이에 위치한 복수개의 링크들 중에서 제1 암(111) 다음에 위치하게 되는 로봇암의 링크로서 상술한 제1 암(111)과 마찬가지로 금속 또는 플라스틱 재질과 같이 일정강도를 지니는 재질로 이루어진 플레이트 형상을 갖되 그 내부가 비어있는'ㄷ'형상을 하고 상기 제1 암(111)의 타측 폐쇄된 종단부에 상기 구동부(140)의 제2 모터(142)를 매개로 결합되도록 한다. 여기서, 제2 암(112)의 재질 및 그 형상은 본 발명의 일실시예에 따른 것으로 필요에 따라 얼마든지 변용이 가능함은 물론이다. The second arm 112 is a link of a robot arm positioned next to the first arm 111 among a plurality of links positioned between a plurality of joints, and is similar to the first arm 111 described above, And a second motor 142 of the driving unit 140 is connected to the other closed end of the first arm 111. The second motor 142 of the driving unit 140 is connected to the second end of the first arm 111, So as to be coupled by an intermediary. Here, the material and shape of the second arm 112 are in accordance with one embodiment of the present invention and may be modified as needed.

다시 말하면 전체적으로 제1 암(111)와 제2 암(112)가 연결되어서 2개의 관절을 형성하고 2개의 관절 사이의 링크는 각각 제1 암(111)와 제2 암(112)가 되는 구조가 된다.In other words, the first arm 111 and the second arm 112 are connected to each other to form two joints, and the link between the two joints is a first arm 111 and a second arm 112, respectively do.

또한, 상술한 제1 암(111)과 마찬가지로 제2 암(112)의 일측 개방된 부위로는 제2 모터(142)가 삽입되어 결합되는데, 그 일측의 종단부 상하의 플레이트에는 제2 모터(142)의 구동축이 단단히 결합되게 된다. 따라서 제2 모터(142)의 회전 구동에 따라 상술한 제1 암(111)과 별개로 독자적으로 회전할 수 있다. 이때 제2 모터(142)의 회전에 따라 제2 암(112)가 미끄러지지 않도록 제2 암(111)와 제2 모터(142)의 구동축의 결합부위에는 요철을 형성할 수도 있다(도면 미도시).The second motor 142 is inserted into and coupled to a portion of the second arm 112 which is opened at one side of the first arm 111. The second motor 142 Is tightly engaged with the driving shaft. Therefore, the second motor 142 can rotate independently of the first arm 111 according to the rotation of the second motor 142. At this time, concavities and convexities may be formed on the coupling portion between the driving shaft of the second arm 111 and the driving shaft of the second motor 142 so that the second arm 112 does not slide according to the rotation of the second motor 142 (not shown) .

터치부(120)는 제1 암(111)과 제2 암(112)으로 이루어진 암부(110)의 타측 종단에는 연결되어 지지부(130)와 반대편에 위치하는 구조체로서, 상술한 제1 암(111) 또는 제2 암(112)과 마찬가지로 금속 또는 플라스틱 재질과 같이 일정강도를 지니는 재질로 이루어진 플레이트 형상을 갖고 제3 모터(143)를 매개로 하여 제2 암(112)과 겹합되도록 한다. 여기서, 터치부(120)의 재질 및 그 형상은 본 발명의 일실시예에 따른 것으로 필요에 따라 얼마든지 변용이 가능함은 물론이다. The touch part 120 is a structure that is connected to the other end of the arm part 110 composed of the first arm 111 and the second arm 112 and is located opposite to the support part 130. The first arm 111 Like the first arm 112 or the second arm 112, and has a plate shape made of a material having a certain strength such as a metal or a plastic material and overlapped with the second arm 112 via the third motor 143. Here, the material and the shape of the touch part 120 are according to one embodiment of the present invention and may be changed as needed.

터치부(120)에 의해서 로봇암은 전체적으로 지지부(130), 제1 암(111), 제2 암(112), 터치부(120)가 차례로 연결되는 구조가 되는데, 제1 암(111)과 제2 암(112)과 수평으로 회전이 가능하도록 제1 모터(141)와 제2 모터(142)를 매개로 결합된다면, 터치부(120)의 제1 모터(141)와 제2 모터(142)의 수평 회전과는 다르게 수직으로 회전이 가능하도록 제3 모터(143)를 매개로 결합되도록 한다. The robot arm has a structure in which the support part 130, the first arm 111, the second arm 112 and the touch part 120 are sequentially connected by the touch part 120. The first arm 111, If the first motor 141 and the second motor 142 of the touch unit 120 are coupled through the first motor 141 and the second motor 142 so as to be able to rotate horizontally with the second arm 112, The third motor 143 is coupled via the third motor 143 so as to be vertically rotatable.

또한, 터치부(120)의 종단부에는 본 발명의 일실시예에서 로봇암의 동작에 따라 지면 등에 필기를 하거나 그림을 그릴 수 있는 필기수단(122)이 결합될 수도 있으며, 이외에도 물건을 집기 위한 집게나 용접을 위한 용접기나 절단을 위한 레이저 등이 다양하게 상기 필기수단(122)에 대체되어 장착될 수 있음은 당연하다 할 것이다. In the end portion of the touch portion 120, a writing means 122 capable of writing or drawing a picture on the ground according to the operation of the robot arm may be coupled to the end portion of the touch portion 120, It will be appreciated that a welding machine for welding or welding or a laser for cutting can be replaced by the writing means 122 in various manners.

또한, 상술한 제1 암(111) 또는 제2 암(112)와 마찬가지로 터치부(120)에 결합되는 제3 모터(143)의 일측 종단부에 터치부(120)가 끼워지며 결합되어서 터치부(120) 그 일측의 종단부 상하의 플레이트에는 제3 모터(143)의 구동축이 단단히 결합되게 된다. 따라서 제3 모터(143)의 회전 구동에 따라 상술한 바와 같이 상하로 회전할 수 있다. 이 때 제3 모터(143)의 회전에 따라 터치부(120)가 미끄러지지 않도록 터치부(120)와 제3 모터(143)의 구동축의 결합부위에는 요철을 형성할 수도 있다(도면 미도시).The touch part 120 is fitted and coupled to one end of the third motor 143 coupled to the touch part 120 in the same manner as the first arm 111 or the second arm 112 described above, The driving shaft of the third motor 143 is tightly coupled to the upper and lower plates of the one end of the first motor 120. Therefore, the third motor 143 can be rotated up and down as described above in accordance with the rotation drive of the third motor 143. [ At this time, concavities and convexities may be formed on the coupling part of the driving shaft of the third motor 143 and the touch part 120 so that the touch part 120 does not slide according to the rotation of the third motor 143 (not shown).

지지부(130)는 전체적인 로봇암(100)을 충분히 지지할 수 있도록 견고한 재질로 이루어지고 일측은 로봇암(100)과 결합되고 타측은 바닥에 고정되도록 한다. The support part 130 is made of a rigid material so as to sufficiently support the entire robot arm 100, one side is coupled to the robot arm 100, and the other side is fixed to the floor.

구체적으로 본 발명의 일실시예에서 지지부(130)는'ㄷ'형상의 플레이트 구조를 갖는 다수개의 지지부재(132)로 구성되도록 하여 각각의 지지부재(132) 일측면이 제1 모터(141) 각각의 측면에 단단히 결합 고정된 후 각각의 지지부재(132)의 바닥면이 바닥에 고정될 수 있도록 한다. 물론 여기서 지지부(130)의 형상과 개수는 본 발명의 일실시예로서 필요에 따라 얼마든지 변용이 가능하다.Specifically, in one embodiment of the present invention, the support part 130 may be composed of a plurality of support members 132 having a 'C' -shaped plate structure, so that one side of each support member 132 is connected to the first motor 141, So that the bottom surface of each supporting member 132 can be fixed to the floor. Of course, the shape and the number of the supporting portions 130 may be changed as necessary according to an embodiment of the present invention.

구동부(140)는 상기 암부(110)에 구동력을 제공하는 복수개의 모터를 포함하는데, 상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에서는 제1 암(111), 제2 암(112) 및 터치부(120)를 서로 연결하며 결합시키는 각각 제1 모터(141), 제2 모터(142) 및 제3 모터(143)를 포함할 수 있다.The driving unit 140 includes a plurality of motors that provide a driving force to the arm unit 110. As described above, in the embodiment of the present invention, the first arm 111, the second arm 112, 120 and the first motor 141, the second motor 142, and the third motor 143, respectively.

또한, 상술한 바와 같이 제1 모터(141)와 제2 모터(142)의 구동축은 제1 암(111)과 제2 암(112) 각각에 수직으로 결합되어서 제1 암(111)과 제2 암(112)이 수평으로 회전할 수 있도록 작동하고 제3 모터(143)의 구동축은 터치부(120)와 수평으로 결합되어서 터치부(120)가 수직 방향, 즉 상하로 회전할 수 있도록 작동하게 된다.The drive shaft of the first motor 141 and the drive shaft of the second motor 142 are vertically coupled to the first arm 111 and the second arm 112, respectively, The arm 112 is operated to rotate horizontally and the driving shaft of the third motor 143 is horizontally coupled to the touch unit 120 so that the touch unit 120 operates in a vertical direction, do.

모션감지부(200)는 사용자가 암부(110)를 작동시키기 위한 동작을 입력 받아 수치 데이터로 변환하여 후술하게될 제어부(300)로 전달하는 기능을 하는 장치로서 본 발명의 일실시예에서는 모션감지부(200)는 터치 및 드래그 동작에 따른 신호를 생성할 수 있는 터치패널(210)로 이루어진다. The motion sensing unit 200 receives an operation for operating the arm unit 110 by a user and converts the received data into numerical data and transmits the data to the controller 300. In the embodiment of the present invention, The unit 200 includes a touch panel 210 that can generate a signal according to a touch and a drag operation.

터치패널(210)은 본 발명의 일실시예에서 저항성 터치패널을 사용하였는데, 터치패널(210)은 이외에도 표면파, 전기용량성 터치패널이 있으며 필요에 따라 얼마든지 저항성 터치패널을 대체할 수 있음은 당연하다 할 것이다. The touch panel 210 uses a resistive touch panel in an embodiment of the present invention. In addition, the touch panel 210 has a surface wave, a capacitive touch panel, and can replace the resistive touch panel as much as necessary. Of course I will.

터치패널(210)의 저항성 터치패널은 터치 스크린에 접촉하면 저항이 발생되는 구조를 갖고 있어 발생된 저항값을 내부에서 받아들여 처리한 후 수치로 데이터화 한 후 제어부(300) 등에 송신할 수 있도록 한다. 따라서 본 발명의 로봇암 시스템은 상기 터치패널(210)의 고유 좌표값에 입력된 저항의 발생으로 입력된 모션을 인식하여 로봇암(100)의 상기 모션을 재현하는 과정을 수행할 수 있게 된다. 이에 대한 상세한 내용은 후술하기로 한다.The resistive touch panel of the touch panel 210 has a structure in which a resistance is generated when the touch panel 210 touches the touch screen. The resistance value is internally received, processed, and converted to a numerical value so that the resistive touch panel can be transmitted to the controller 300 . Accordingly, the robot arm system of the present invention can recognize the motion inputted by generating the resistance inputted to the inherent coordinate value of the touch panel 210, and can reproduce the motion of the robot arm 100. Details thereof will be described later.

제어부(300)는 상기 모션감지부(200)의 신호를 전송 받아 상기 로봇암(100)의 동작을 제어하는 기능을 하는데, 보통은 마이크로프로세서 등으로 이루어지는 연산부와 외부와의 통신을 통해 데이터를 주고 받을 수 있는 통신부를 포함할 수 있다. The control unit 300 receives a signal of the motion sensing unit 200 and controls the operation of the robot arm 100. Normally, the control unit 300 communicates data with an operation unit including a microprocessor through external communication And the like.

다시 말하면, 제어부(300)는 본 발명의 일실시예에서 사용자가 터치한 상기 모션감지부(200) 터치패널(210)의 좌표를 입력 받아 상기 로봇암(100)의 동작을 제어함으로써 상기 로봇암(100)이 작업영역스크린(10)의 일정 지점을 터치할 수 있도록 할 수 있다. 즉, 사용자는 로봇암(100)을 이용해 작업영역스크린(10) 위에 필기를 하거나 그림을 그리는 작업을 할 수 있고, 또한 물건을 옮기는 것과 같은 작업도 수행할 수 있다.In other words, the control unit 300 receives the coordinates of the touch panel 210 of the motion sensing unit 200, which is touched by the user, and controls the operation of the robot arm 100 according to an embodiment of the present invention, (100) can touch a certain point on the work area screen (10). That is, the user can perform writing work or drawing work on the work area screen 10 by using the robot arm 100, and can also carry out work such as moving objects.

이하에서는 위와 같이 이루어진 로봇암 시스템의 구동방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a driving method of the robot arm system will be described in detail.

먼저, 본 발명의 일실시예에서 제어부(300)는 암부(110)의 제1 내지 제3 모터(141, 142. 143)에 제어신호를 보내 각각 제1 암(111), 제2 암(112) 및 터치부(120)를 회전 구동시키되 회전 방향은 초기의 제1 암(111)는 반 시계 방향으로 회전하고 제2 암(112)는 시계 방향으로 회전하는 것으로 가정하며 암부(110)의 초기위치(S)는 작업영역스크린(10)의 하단부에 수평하게 일자로 펴진 상태일 때의 위치를 지칭하는 것으로 가정한다. 물론 위의 암부(110)의 초기위치(S) 및 회전 방향은 본 발명의 일실시예에 따른 예시로서 필요에 따라 얼마든지 변경이 가능함은 당연하다 할 것이다.The control unit 300 sends a control signal to the first to third motors 141, 142 and 143 of the arm unit 110 to transmit the control signals to the first arm 111 and the second arm 112 The first arm 111 rotates in a counterclockwise direction and the second arm 112 rotates in a clockwise direction while the initial position of the arm 110 is rotated It is assumed that the position S refers to a position when the work area screen 10 is horizontally extended in the lower end portion thereof. Of course, it is to be understood that the initial position S of the arm portion 110 and the direction of rotation of the arm portion 110 may be changed as needed according to an embodiment of the present invention.

또한, 상기 제1 모터(141)에 의해 제1 암(111)를 회전시키게 되면 그에 따라 연결된 제2 암(112) 및 터치부(120)도 함께 회전되며, 이하의 설명을 위해 다음과 같이 나머지 용어를 더 정의하기로 하는데, 이 또한 상술한 것처럼 본 발명의 일실시예에 따른 예시로서 필요에 따라 얼마든지 변경이 가능함은 당연하다 할 것이다.In addition, when the first arm 111 is rotated by the first motor 141, the second arm 112 and the touch unit 120 connected to the first arm 111 are also rotated. For the following description, It will be appreciated that the terms are further defined, and that this is also an example according to one embodiment of the present invention as described above, and that any number of changes can be made as necessary.

터치 신호는 사용자가 모션감지부(200)의 터치패널(210)을 터치하거나 드래그 할 때 그 때의 터치패널(210)의 고유 좌표값에 입력된 저항의 발생을 인식하여 상기 고유 좌표값을 인식하고 그에 따라 수치화한 신호를 말하는 것으로 한다.When touching or dragging the touch panel 210 of the motion sensing unit 200, the touch signal recognizes the occurrence of a resistance input to the inherent coordinate value of the touch panel 210 at that time, and recognizes the inherent coordinate value And shall be a signal that is digitized accordingly.

기 설정된 원점(O)은 제어부(300)가 임의로 정한 기준점의 좌표로서 본 발명의 일실시예에서는 (-119, 120)으로 예시하였지만 필요에 따라 얼마든지 변경이 가능함은 물론이다.Although the predetermined origin O is coordinates of a reference point arbitrarily set by the controller 300 as an example of the present invention (-119, 120), it is needless to say that the origin O can be changed as needed.

포인팅거리(d)는 사용자가 터치패널(210)의 한 지점을 터치하거나 드래그 하였을 때 그 지점과 상기 기 설정된 원점(O)과의 거리를 말하는 것으로 한다. The pointing distance d refers to the distance between the point and the predetermined origin O when a user touches or drags a point on the touch panel 210. [

회전각도(θ1)는 제1 암(111)이 제1 모터(141)에 의해 수평으로 회전할 때 처음의 위치로부터 회전이 끝날 때까지의 움직인 각도를 말하는 것으로 한다.The rotation angle [theta] 1 refers to a moving angle from the first position to the end of rotation when the first arm 111 rotates horizontally by the first motor 141. [

오프셋각도(θ2)는 암부(110)가 전체적으로 수평으로 회전할 때 처음의 위치로부터 회전이 끝날 때까지의 움직인 각도를 말하는 것으로 한다. The offset angle? 2 refers to a moving angle from the initial position to the end of rotation when the arm portion 110 rotates horizontally as a whole.

터치신호는 사용자가 모션감지부(200)의 터치패널(210)을 터치하거나 드래그하여 상기 터치패널(210)에 사용자의 터치펜 또는 손가락 등이 접촉된 상태를 나타내는 신호를 말하는 것으로 한다. The touch signal is a signal indicating a state in which a user's touch pen or a finger touches the touch panel 210 by touching or dragging the touch panel 210 of the motion sensing unit 200. [

터치종료신호는 사용자가 모션감지부(200)의 터치패널(210)을 터치하거나 드래그 한 후에 잠시라도 터치패널(210)에서 터치펜 또는 손가락 등을 뗀 상태를 나타내는 신호를 말하는 것으로 한다. The touch end signal is a signal indicating a state in which the touch pen 210 or the finger or the like is removed from the touch panel 210 even after a user touches or drags the touch panel 210 of the motion sensing unit 200 for a while.

가상의 삼각형(V)는 제어부(300)의 연산부가 암부(110)의 회전 동작을 위해 회전각 등을 산출할 때 사용되는 가상의 삼각형으로서 실제로는 가상의 삼각형(V) 각각의 성분을 도출하기 위한 함수가 연산부에 프로그래밍 되어 저장되었다고 가정한다. 가상의 삼각형(V)은 후술하겠지만 이등변삼각형(V1)과 상기 이등변삼각형(V1)의 밑변을 빗변으로 하는 직각삼각형(V2)이 있다. The imaginary triangle V is a virtual triangle used when the calculation section of the control section 300 calculates the rotation angle and the like for the rotation operation of the arm section 110 and actually derives the components of the virtual triangle V It is assumed that a function for the program is stored and programmed in the operation unit. The hypothetical triangle V includes an isosceles triangle V1 and a right triangle V2 having a hypotenuse as the base of the isosceles triangle V1, as will be described later.

도 2는 도 1에 도시된 로봇암을 제어하기 위한 제어부의 가상 도형을 도시한 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 로보암의 작동 과정을 상세히 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 로보암 시스템의 구동 방법을 나타낸 순서도로서, 본 발명의 로봇암 시스템을 구동하는 방법은, 상기 제어부(300)가 상기 모션감지부(200)의 터치 신호를 입력 받는 터치인식단계(S510)와, 상기 제어부(300)가 터치패널(210)의 좌표에 해당하는 지점과 기 설정된 원점과의 거리인 포인팅거리(d), 상기 제1 암(111)의 회전각도(θ1) 및 암부의 오프셋각도(θ2)를 산출하는 거리각도계산단계(S520)와, 상기 제어부(300)가 상기 구동부(140)를 제어하여 상기 암부(110)를 구동하는 회전구동단계(S530)와, 상기 제어부(300)가 상기 구동부(140)를 제어하여 상기 터치부(120)를 구동하는 터치구동단계(S540) 및 상기 제어부(300)가 상기 모션감지부(200)의 터치 신호가 계속 입력되면 연속하여 이전 단계를 반복 수행하고 터치 종료 신호가 입력되면 상기 로봇암(100)을 초기 위치(S)로 위치시키고 상기 터치 신호를 대기하는 연계구동단계(S550)를 포함할 수 있다. FIG. 2 is a view showing a virtual figure of a control unit for controlling the robot arm shown in FIG. 1, FIG. 3 is a detailed view illustrating an operation process of the robot arm shown in FIG. 1, The method for driving the robot arm system according to the present invention may include a touch recognition step of receiving the touch signal of the motion sensing unit 200 by the control unit 300 A pointing distance d that is a distance between a point corresponding to the coordinate of the touch panel 210 and a predetermined origin point; a rotation angle? 1 of the first arm 111; A rotation driving step S530 of driving the arm 110 by controlling the driving unit 140 by the control unit 300 and a rotation angle calculating step S530 of calculating an offset angle? (300) controls the driving unit (140) to drive the touch unit (120) If the control unit 300 continuously inputs the touch signal of the motion sensing unit 200, the control unit 300 repeats the previous step continuously. If the touch end signal is inputted, the robot arm 100 is moved to the initial position S And a step S550 of waiting for the touch signal.

터치인식단계(S510)는 상기 제어부(300)가 사용자가 모션감지부(200)의 터치패널(210)를 터치하거나 드래그 할 때 터치패널(210)에서 발생하는 전기적 신호를 수치화한 모션감지부(200)의 터치 신호를 통신부를 통해 입력 받는 단계이다.The touch recognition step S510 includes a motion sensing unit for digitizing an electrical signal generated in the touch panel 210 when the user touches or drags the touch panel 210 of the motion sensing unit 200 200) through a communication unit.

거리각도계산단계(S520)는 상기 제어부(300)의 연산부가 내장된 가상의 삼각형(V)을 이용한 함수를 이용해 터치패널(210)의 좌표에 해당하는 지점과 기 설정된 원점과의 거리인 포인팅거리(d), 상기 제1 암(111)의 회전각도(θ1) 및 암부의 오프셋각도(θ2)를 산출하는 단계이다. The distance angle calculation step S520 may include calculating a distance between the point corresponding to the coordinates of the touch panel 210 and the predetermined origin by using a function using the virtual triangle V with the operation unit of the control unit 300, (d), the rotation angle [theta] 1 of the first arm 111, and the offset angle [theta] 2 of the arm portion.

거리각도계산단계(S520)에서는, 먼저, 제어부(300)의 연산부가 제1 모터(141)의 구동축에서 제3 모터(143)의 중심부까지의 길이인 포인팅거리(d)를 산출하는데, 이 포인팅거리(d)는 아래의 가상의 이등변삼각형(V1)의 밑변이 된다.In the distance angle calculation step S520, the calculation unit of the control unit 300 first calculates the pointing distance d that is the length from the drive shaft of the first motor 141 to the center of the third motor 143, The distance d is the base of the virtual isosceles triangle V1 below.

거리각도계산단계(S520)에서, 제어부(300)의 연산부는 회전각도(θ1), 오프셋각도(θ2)를 구하기 위해 가상의 삼각형(V)을 이용하게 되는데, 가상의 삼각형(V)은 이등변삼각형(V1)과 직각삼각형(V2)을 포함한다. In the distance angle calculation step S520, the calculation unit of the control unit 300 uses a virtual triangle V to obtain the rotation angle? 1 and the offset angle? 2. The virtual triangle V is an isosceles triangle (V1) and a right triangle (V2).

도 2를 참조하면, 이등변삼각형(V1)은 어느 하나의 암(111, 112)과 상기 구동부(140)를 합한 길이를 빗변으로 하고 상기 포인팅거리(d)를 밑변으로 하는 이등변삼각형을 가상으로 구현한 것을 말하는데, 다시 말하면, 본 발명의 일실시예에서 제1 모터(141)의 구동축이 제1 암(111)과 결합되는 지점이 기 설정된 원점(O)이자 꼭짓점이 되고, 제2 모터(142)의 구동축이 제2 암(112)과 결합되는 지점이 또 하나의 꼭짓점이 되고, 제3 모터(143)의 중심부가 또 다른 하나의 꼭짓점이 되고, 제1 모터(141)의 구동축에서 제2 모터(142)의 구동축까지의 길이가 왼쪽 빗변이 되고, 제2 모터(142)의 구동축에서 제3 모터(143)의 중심부까지의 길이가 오른쪽 빗변이 되고, 제1 모터(141)의 구동축에서 제3 모터(143)의 중심부까지의 길이가 밑변이 된다. Referring to FIG. 2, an isosceles triangle V1 may be formed by virtually implementing an isosceles triangle having a base having a length that is the sum of any one of the arms 111 and 112 and the driving unit 140 and the pointing distance d as a base In other words, in one embodiment of the present invention, the point at which the driving shaft of the first motor 141 is coupled to the first arm 111 is a predetermined origin O and a vertex, and the second motor 142 The center of the third motor 143 becomes another vertex and the second center of the third motor 143 becomes another vertex and the second center of the third motor 143 becomes another vertex. The length to the drive shaft of the motor 142 becomes the left hypotenuse and the length from the drive shaft of the second motor 142 to the center of the third motor 143 becomes the right hypotenuse. The length to the central portion of the third motor 143 becomes a base.

또한, 제1 모터(141)의 구동축의 위치는 꼭짓점이 됨과 공시에 기 설정된 원점(O)이 되고 제1 모터(141)의 구동축에서 제3 모터(143)의 중심부까지의 길이는 밑변이 됨과 동시에 상술한 포인팅거리(d)가 된다.The position of the drive shaft of the first motor 141 becomes a vertex and becomes the origin O preset to the disclosure and the length from the drive shaft of the first motor 141 to the center of the third motor 143 becomes the base And at the same time, the above-described pointing distance d.

거리각도계산단계(S520)에서, 제어부(300)의 연산부는 실제적으로 위의 이등변삼각형(V1)에서 각 요소들을 구하기 위한 함수를 내장한 후에 상기 이등변삼각형(V1)의 밑각을 계산하여 암부(110)가 초기위치에서 제1 암(111)를 회전 구동시키는 각도인 회전각도(θ1)산출하게 된다. In the distance angle calculation step S520, the operation unit of the controller 300 actually incorporates a function for obtaining the respective elements from the isosceles triangle V1, calculates the base angle of the isosceles triangle V1, 1), which is an angle at which the first arm 111 is rotationally driven at the initial position.

이 때, 연산부가 회전각도(θ1)를 구하는 함수는 가상으로 구현된 이등변삼각형(V1)의 한 각을 θ1이라 했을 때 이 각을 구하는

공식을 대입하여 계산하는 함수가 된다.At this time, the function of obtaining the rotation angle [theta] 1 by the arithmetic unit is the function of obtaining the angle when the angle of the isosceles triangle V1,

It is a function to calculate by substituting a formula.

다음으로, 직각삼각형(V2)은 포인팅거리(d)를 빗변으로 하고, 상기 로봇암(100)의 초기 위치(S)에서 X 좌표에 해당하는 지점까지를 밑변으로 하고, 기 설정된 원점(O)을 하나의 꼭짓점으로 하는 직각삼각형을 가상으로 구현한 것을 말한다. Next, the right triangle V2 has a pointing distance d as a hypotenuse, and the base point from the initial position S of the robot arm 100 to the point corresponding to the X coordinate is set as a base, Is a virtual implementation of a right-angled triangle with one vertex.

거리각도계산단계(S520)에서, 제어부(300)의 연산부는 실제적으로 상기 가상으로 구현된 직각삼각형(V2)에서 각 요소들을 구하기 위한 함수를 내장한 후에 상기 직각삼각형(V2)에서 기 설정된 원점(O)을 꼭짓점으로 하는 내각을 계산하여 암부(110) 전체를 회전 구동 시키는 각도인 오프셋각도(θ2)를 산출하게 된다. In the distance angle calculation step S520, the arithmetic unit of the controller 300 actually embeds a function for obtaining each element in the vertically-implemented right triangle V2, O is calculated to calculate an offset angle? 2, which is an angle for rotationally driving the arm portion 110 as a whole.

여기서, 제어부(300)가 필기수단(122)이 결합된 로봇암을 2θ1만큼 회전 구동시켜 대응되는 포인팅 지점인 (x,y)의 좌표를 찾아 그리게 되면, 로봇암(100)은 처음 터치패널(210)의 터치 지점과 대응되는 작업영역스크린(10)의 실제 지점을 찾지 못하게 된다. 왜냐하면 제어부(300)의 연산부는 상기 실제 지점의 (x,y)좌표를 계산하고 대입하여 제어신호를 구동부(140)에 전송한 것이 아니라 처음에 산출한 포인팅거리(d)를 구하여 이등변삼각형(V1)을 구현한 후 제2 암(112)를 얼마나 꺾어야 하는지만 함수로 구했기 때문이다(도 3 참조).When the control unit 300 rotates the robot arm coupled with the writing unit 122 by 2θ1 and finds the coordinates of the corresponding pointing point (x, y), the robot arm 100 is moved to the touch panel 210 do not find the actual point of the work area screen 10 corresponding to the touch point. This is because the operation unit of the control unit 300 does not calculate the coordinates of the actual point and substitute the coordinates of the actual point to transmit the control signal to the driving unit 140 but obtains the first calculated pointing distance d to obtain the isosceles triangle V1 ), And then determine how much the second arm 112 should be broken (see FIG. 3).

따라서, 제어부(300)는 로봇암(100)이 실제로 표시해야할 점과 어느 정도의 각도차가 있는지를 계산하여 암부(110) 전체를 원점(O)을 기준으로 회전 구동시켜 주어야 하는데, 이때의 각도차가 오프셋각도(θ2)가 된다(도 2, 도 3 참조). Therefore, the control unit 300 calculates the degree of angular difference with respect to the point actually displayed by the robot arm 100, and rotates the entire arm unit 110 with respect to the origin O as a reference. And the offset angle? 2 (see Figs. 2 and 3).

이 때, 연산부가 오프셋각도(θ2)를 구하는 함수는

를 사용하여 θ2를 계산해 내는 함수가 된다. At this time, the function for calculating the offset angle [theta]

Is used to calculate θ2.

본 발명의 일실시예에서는 제어부(300)의 연산부에서, 상기 오프셋각도(θ2)를 구하여 프로토콜 셋팅값을 계산하는데, 로봇암(100)이 움직일 수 있는 300도의 범위를 1024로 나누어서 구현함으로써 각도를 4Byte로 나누어 상위&하위 비트로 나누어 보내게 된다. 본 발명의 일실시예에서 제어부(300)의 일실시예로서 사용되는 마이크로 콘트롤 유닛에서는 2바이트가 초과되면 해당 값이 참인지 거짓인지 오류로 판단 하므로 이를 상위와 하위인 High, Low로 나누어 상기 마이크로 콘트롤 유닛이 인식할 수 있도록 프로그래밍 하게 된다. 이 때, 제어부(300)의 일실시예로서 상기 마이크로 콘틀롤 유닛의 프로그래밍 하는 위의 내용은 본 발명의 일실시예로서 제어부(300)를 다르게 구성하여 얼마든지 변용할 수 있음은 물론이다.In the embodiment of the present invention, in the operation unit of the control unit 300, the offset angle [theta] 2 is calculated to calculate the protocol setting value. The 300 degree range in which the robot arm 100 can move is divided into 1024, It is divided into 4Bytes and divided into upper and lower bits. In one embodiment of the present invention, the microcontroller unit used as the control unit 300 determines whether the corresponding value is true or false if it exceeds 2 bytes, The control unit is programmed to recognize it. In this case, it is a matter of course that the above-described contents of programming the microcontroller unit as one embodiment of the control unit 300 can be modified as much as the control unit 300 is configured differently as one embodiment of the present invention.

회전구동단계(S530)는 제어부(300)가 이전 단계에서 구해진 회전각도(θ1)과 오프셋각도(θ2)를 이용하여 상기 구동부(140)의 제1 모터(141)와 제2 모터(142)를 회전 구동시키는 제어신호를 생성한 후 통신부를 통해 상기 구동부(140)로 전송함으로써 상기 구동부(140)를 제어하여 상기 암부(110)를 구동하는 단계이다.The rotation driving step S530 is a step in which the controller 300 controls the first motor 141 and the second motor 142 of the driving unit 140 using the rotation angle [theta] 1 and the offset angle [ And transmits the control signal to the driving unit 140 through the communication unit to control the driving unit 140 to drive the arm unit 110. [

도 3을 참조하면, 먼저, 좌측 상단의 그림은 로봇암(100)이 초기 위치(S)에 있는 것을 도시한 것이다. Referring to FIG. 3, the upper left figure shows that the robot arm 100 is in the initial position S.

그 다음의 우측 상단의 그림은 상기 제어부(300)가 제어신호를 구동부(140)로 전송하여 제1 모터(141)를 회전 구동시켜 상기 회전각도(θ1)만큼 제1 암(142)를 회전시키는 것을 도시한 것이다. The control unit 300 transmits a control signal to the driving unit 140 to rotate the first motor 141 to rotate the first arm 142 by the rotation angle? .

그 다음의 우측 하단의 그림은 상기 제어부(300)가 제어신호를 구동부(140)로 전송하여 제2 모터(142)를 회전 구동시켜 상기 회전각도(θ1)의 2배만큼, 즉, 2θ1 만큼 제2 암(112)을 시계 방향을 회전시키는 것을 도시한 것이다.The control unit 300 transmits the control signal to the driving unit 140 to drive the second motor 142 to rotate by 2 times the rotation angle 1, 2 arm 112 in the clockwise direction.

마지막으로 좌측 하단의 그림은 상기 제어부(300)가 제어신호를 구동부(140)로 전송하여 제1 모터(141)를 회전 구동시켜 제1 암(111)를 포함한 전체 암부(110)를 상기 오프셋각도(θ2)만큼 재차 회전시키는 것을 도시한 것이다. Lastly, in the lower left figure, the control unit 300 transmits a control signal to the driving unit 140 to rotate the first motor 141 to rotate the entire arm 110 including the first arm 111, 2 by the angle? 2.

이상의 회전구동단계(S530)가 완료되고 나면 로봇암(100)의 종단부, 즉 터치부(120)는 사용자가 터치패널(210)에 처음으로 터치 또는 드래그한 좌표와 대응되는 지점에 위치하게 된다. After the rotation driving step S530 is completed, the end of the robot arm 100, that is, the touch part 120 is positioned at a position corresponding to the first touch or drag coordinate on the touch panel 210 by the user .

터치구동단계(S540)는 이전의 단계가 완료되어서 터치부(120)가 사용자가 터치패널(210)에 터치 또는 드래그한 좌표와 대응되는 지점에 위치하게 되면 상기 제어부(300)가 제어신호를 구동부(140)로 전송하여 제3 모터(143)를 회전 구동시켜 터치부(120)를 구동하여서 터치부(120)에 결합된 필기수단(122)을 로봇암(100)의 아래에 배치된 작업영역스크린(10)에 닿게 되어 점이 찍히는 단계이다. If the touch unit 120 is positioned at a position corresponding to the coordinates of the touch panel 210 that is touched or dragged by the touch panel 210 after the previous step is completed in the touch driving step S540, The robot arm 100 rotates the third motor 143 to drive the touch unit 120 so that the writing unit 122 coupled to the touch unit 120 is moved to the work area So that the point is touched by touching the screen 10.

연계구동단계(S550)는 상기 제어부(300)가 사용자가 터치펜 또는 손을 터치패널(210)에 계속하여 접촉하고 있음을 알려주는 상기 모션감지부(200)의 터치 신호가 계속 입력되면 연속하여 이전 단계를 반복 수행함으로써 연속적으로 점을 찍어 결과적으로는 사용자의 터치 또는 드래그하는 모양을 따라 로봇암(100)이 작업영역스크린(10)에 선을 그리게 된다. In the association driving step S550, when the control unit 300 continues to input the touch signal of the motion sensing unit 200 indicating that the user continuously touches the touch panel 210 with the touch pen, The robot arm 100 draws a line on the work area screen 10 according to the shape of the user's touch or drag.

연계구동단계(S550)는, 만약 제어부(300)가 사용자가 터치펜 또는 손을 터치패널(210)에서 떼었음을 알려주는 터치종료신호가 터치패널(210)에서 입력되면 상기 구동부(140)를 제어하여 상기 로봇암(100)을 원상태인 일자 형태로 되돌리고 초기 위치(S)로 위치시킨 다음 사용자가 다시 터치패널(210)을 접촉하는 상기 터치 신호를 대기하게 되는 단계이다. If the controller 300 receives a touch termination signal from the touch panel 210 indicating that the user has released the touch pen or the hand from the touch panel 210, The robot arm 100 is returned to its original shape and positioned at the initial position S, and then the user waits for the touch signal to touch the touch panel 210 again.

따라서 사용자는 로봇암(100)으로 하여금 작업영역스크린(10)에 필기를 하게 하거나 그림을 그리게 하는 등의 복잡한 작업을 터치패널(210)을 터치 또는 드래그함으로써 매우 쉽게 로봇암(100)을 조작하여 상기 동작을 수행할 수 있게 된다. Therefore, the user can operate the robot arm 100 very easily by touching or dragging the touch panel 210 with a complicated operation such as writing or drawing a work area screen 10 on the robot arm 100 The above operation can be performed.

이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be readily apparent that such substitutions, modifications, and alterations are possible.

10: 작업영역스크린
100: 로봇암 110: 암부
111: 제1 암 112: 제2 암
120: 터치부 121: 장착부재
122: 필기수단 130: 지지부
132: 지지부재 140: 구동부
141: 제1 모터 142: 제2 모터
143: 제3 모터 200: 모션감지부
210: 터치패널 300: 제어부10: Work area screen
100: robot arm 110:
111: first arm 112: second arm
120: touch part 121: mounting member
122: writing means 130:
132: support member 140:
141: first motor 142: second motor
143: Third motor 200: Motion detection unit
210: touch panel 300:

Claims

delete

A robot arm provided with a plurality of joints; A motion detection unit which is composed of a touch panel and generates a signal according to a user's touch and drag operation; And a control unit receiving the signal of the motion sensing unit and controlling an operation of the robot arm, wherein the controller receives coordinates of the motion sensing unit touch panel touched by the user and controls the operation of the robot arm, A robot arm supporting the robot arm and fixing the robot arm to the floor; An arm portion connected to the support portion and including a plurality of arms; A driving unit including a motor for providing a driving force to the arm unit; And a touch portion connected to an end of the arm portion, wherein the arm portion includes: a first arm coupled to the support portion via a first motor of the drive portion; and a second motor coupled to the first arm, Wherein the first arm and the second arm are of the same length, the method comprising:
A touch recognition step in which the control unit receives the touch signal of the motion sensing unit;
A distance angle calculation step of calculating a pointing distance, a rotation angle of the first arm, and an offset angle of the arm part, the distance being a distance between a point corresponding to coordinates of the touch panel and a predetermined origin;
A rotation driving step of the control unit controlling the driving unit to drive the arm unit;
A touch driving step in which the control unit controls the driving unit to drive the touch unit; And
When the touch signal of the motion sensing unit is continuously input, the controller repeatedly performs the touch recognition step, the distance angle calculation step, the rotation driving step, and the touch driving step. When the touch end signal is inputted, And waiting for the touch signal. The method of claim 1, further comprising:

The method of claim 4,
In the distance angle calculation step,
Wherein the control unit virtually implements an isosceles triangle having a pointed length and a pointed distance as a base, the control unit realizing the isosceles right triangle by making the length of the sum of the arms of the first arm or the second arm and the driving unit hypotonic, And calculating a base angle of the triangle by calculating the base angle of the triangle.

The method of claim 4,
In the distance angle calculation step,
Wherein the offset angle is set such that the control unit virtually implements a right triangle having the base point from the initial position of the robot arm to the point corresponding to the X coordinate with the pointing distance as a hypotenuse, And calculating the internal angle of the robot arm.

The method of claim 4,
In the rotation driving step,
Wherein the controller rotates the first arm by the rotation angle of the first arm and rotates the second arm by twice the rotation angle of the first arm and rotates the first arm by the offset angle again, Method of driving a cancer system.