KR101936130B1 - 로봇팔을 이용한 블록 조립 시스템 및 그 방법 - Google Patents

로봇팔을 이용한 블록 조립 시스템 및 그 방법 Download PDF

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임여명
전이슬
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주식회사 페로카
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Abstract

본 발명은 로봇팔을 이용하여 블록을 조립 하는 기술로서, 일실시예에 따른 블록 조립 시스템은 데이터 생성 장치로부터 블록 조립을 위한 조립 데이터를 수신하는 조립 데이터 수신부와, 조립 데이터에서 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 정보 및 색상 정보를 추출하는 특성 추출부 및 추출된 속성 정보, 좌표 정보 및 색상 정보에 기초하여 각각의 블록을 로딩(Loading)하고 로딩된 블록을 조립하도록 델타 로봇(Delta Robot)을 제어하는 델타 로봇 제어부를 포함 한다.

Description

로봇팔을 이용한 블록 조립 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ASSEMBLING BLOCKS USING ROBOT ARM}
본 발명은 블록을 조립하는 기술로서, 구체적으로는 로봇팔을 이용하여 블록을 조립하는 기술적 사상에 관한 것이다.
사용자가 원하는 형태의 블록형 구조물을 조립하기 위해서는 많은 시간과 노력이 요구된다. 사용자는 만들고자 하는 구조물을 완성하기 위하여 수많은 블록들을 이용하여 조립 후 다시 해체하고, 또 조립하는 방식의 시행착오를 통하여 구조물을 완성하게 된다. 그러나, 기 설정된 블록을 이용하기 때문에 완성된 구조물이 처음 의도한 형태의 구조물이라는 것을 보장할 수도 없다.
한편, 3차원 모델을 블록형 구조물로 변환하는 기술의 개발이 시도되고 있다. 주로, 3차원 메쉬(Mesh) 모델을 사용하며, 기존의 3차원 모델링 소프트웨어(Maya, 3D Max, Softimage 등)를 이용하여 직접 모델링 하여 생성하는 방법 또는 인터넷 상에 공개되어 있는 수많은 모델들을 다운로드 하여 사용할 수 있다.
한국공개특허 제2016-0094107호 "스케치 기반 사용자 인터랙션을 이용한 블록형 구조물 생성 장치 및 방법" 한국등록특허 제1698944호 "자석 블록 및 자석 블록의 제조 방법"
일 실시예에 따르면, 상하로 구동하는 별도의 구동장치가 필요 없는 델타로봇을 이용하여 블록 조립을 수행함으로써, 블록 조립의 속도 및 효율성을 향상시킬 수 있는 블록 조립 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 일 실시예에 따르면, 사용자 디바이스를 통하여 입력되는 검색어에 기초하여 블록 조립을 위한 3D 모델링 데이터를 추천함으로써, 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있는 블록 조립 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 로봇팔을 이용한 블록 조립 시스템은 데이터 생성 장치로부터 블록 조립을 위한 조립 데이터를 수신하는 조립 데이터 수신부와 조립 데이터에서 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 정보 및 색상 정보를 추출하는 특성 추출부 및 상기 추출된 속성 정보, 좌표 정보 및 색상 정보에 기초하여 각각의 블록을 로딩(Loading)하고 로딩된 블록을 조립하도록 델타 로봇(Delta Robot)을 제어하는 델타 로봇 제어부를 포함한다.
일측에 따르면, 특성 추출부는 블록들의 조립 순서, 레이어 정보, 조립되는 각각의 블록의 재질 및 종류 중에서 적어도 하나 이상을 속성 정보로 추출 할 수 있다.
일측에 따르면, 델타 로봇은 복수의 모터에 각각 연결되는 복수의 어퍼암(Upper Arm)과, 복수의 어퍼암과 유니버셜 조인트(Universal Joint)를 매개로 연결되는 복수의 로어암(Lower Arm) 및 복수의 로어암과 연결되는 엔드 이펙터(End Effector)를 포함하고, 델타 로봇은 복수의 모터를 각각 제어하여 복수의 모터에 각각 대응되는 어퍼암을 회전시킴으로써, 엔드 이펙터를 원하는 좌표로 위치시켜 블록의 로딩 및 블록의 조립 동작을 수행할 수 있다.
일측에 따르면, 델타 로봇 제어부는 복수의 블록이 색상별로 다르게 구분된 블록 보관함에서, 추출된 색상 정보에 대응되는 색상의 블록을 로딩 하도록 델타 로봇을 제어할 수 있다.
일측에 따르면, 델타 로봇은 블록의 색상을 식별하기 위한 영상 센서를 포함하고, 델타 로봇 제어부는 영상 센서에서 식별한 블록의 색상 정보에 기초하여, 추출된 색상 정보에 대응되는 색상의 블록을 로딩 하도록 델타 로봇을 제어할 수 있다.
일측에 따르면, 로딩 및 조립이 수행되는 블록은 다른 블록과 연결을 위하여 상부에는 요철이 형성되고, 하부에는 홈이 형성되며, 블록 내부에는 다른 블록과의 접합을 위하여 구형의 자석을 구비할 수 있다.
일측에 따르면, 데이터 생성 장치는 사용자 디바이스를 통하여 조립 데이터를 구성하는 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 및 색상 정보를 입력받고, 입력된 속성 정보, 좌표 정보 및 색상 정보에 기초한 3D 모델링으로 조립 데이터를 생성하며, 조립 데이터를 블록 조립 장치로 전송할 수 있다.
일측에 따르면, 데이터 생성 장치는 사용자 디바이스를 통하여 입력되는 검색어를 입력받고, 검색어에 기초하여 인공지능 서버가 추천하는 3D 모델링 데이터를 조립 데이터로 결정하며, 조립 데이터를 블록 조립 장치로 전송할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 로봇팔을 이용한 블록 조립 시스템은 사용자 디바이스를 통하여 조립 데이터를 구성하는 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 및 색상 정보를 입력받는 입력부와, 입력된 속성 정보, 좌표 정보 및 색상 정보에 기초한 3D 모델링으로 조립 데이터를 생성하는 조립 데이터 생성부 및 조립 데이터를 블록 조립 장치로 전송하는 조립 데이터 송신부를 포함하고, 블록 조립 장치는 조립 데이터에서 추출된 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 정보 및 색상 정보에 기초하여 각각의 블록을 로딩(Loading)하고 로딩된 블록을 조립하도록 델타 로봇(Delta Robot)을 제어한다.
일측에 따르면, 입력부는 사용자 디바이스를 통하여 조립 되는 각각의 블록의 재질 및 종류 중에서 적어도 하나 이상을 속성 정보로 입력 받을 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 로봇팔을 이용한 블록 조립 시스템은 사용자 디바이스를 통하여 입력되는 검색어를 입력 받는 입력부와 검색어에 기초하여 인공지능 서버가 추천하는 3D 모델링 데이터를 조립 데이터로 결정하는 조립 데이터 결정부 및 조립 데이터를 블록 조립 장치로 전송하는 조립 데이터 송신부를 포함하고, 블록 조립 장치는 조립 데이터에서 추출된 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 정보 및 색상 정보에 기초하여 각각의 블록을 로딩(Loading)하고 로딩된 블록들을 조립하도록 델타 로봇(Delta Robot)을 제어하며, 인공지능 서버는 검색어에 기초하여 인공지능 서버에 기저장된 3D 모델링 데이터 또는 인터넷 상에서 공유된 3D 모델링 데이터 중에서 적어도 하나 이상의 데이터를 추천한다.
일측에 따르면, 조립 데이터 결정부는 검색어에 기초하여 인공지능 서버가 추천하는 복수의 3D 모델링 데이터 중에서 사용자가 선택하는 하나의 3D 모델링 데이터를 조립 데이터로 결정할 수 있다.
일측에 따르면, 인공 지능 서버는 사용자가 입력한 단어 또는 문장으로 구성된 검색어와, 기 설정된 사용자의 취향, 나이 정보에 기초하여 마이닝(Mining)을 수행하고, 마이닝의 결과로 기 저장된 3D 모델 데이터 또는 인터넷 상에 공유된 3D 모델 데이터 중에서 적어도 하나 이상의 데이터를 조립 데이터로 추천할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 로봇팔을 이용한 블록 조립 방법은 조립 데이터 수신부에서 데이터 생성 장치로부터 블록 조립을 위한 조립 데이터를 수신하는 단계와, 특성 추출부에서 조립 데이터로부터 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 정보 및 색상 정보를 추출하는 단계 및 델타 로봇 제어부에서 추출된 속성 정보, 좌표 정보 및 색상 정보에 기초하여 각각의 블록을 로딩(Loading)하고 로딩된 블록들을 조립하도록 델타 로봇(Delta Robot)을 제어하는 단계를 포함한다.
일측에 따르면, 특성 추출부에서 정보를 추출하는 단계는 블록들의 조립 순서, 레이어 정보, 조립되는 각각의 블록의 재질 및 종류 중에서 적어도 하나를 속성 정보로 추출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상하로 구동하는 별도의 구동장치가 필요 없는 델타로봇을 이용하여 블록 조립을 수행함으로써, 블록 조립의 속도 및 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 사용자 디바이스를 통하여 입력되는 검색어에 기초하여 블록 조립을 위한 3D 모델링 데이터를 추천함으로써, 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 블록 조립 시스템을 도시하는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 블록 조립 장치를 도시하는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 블록 조립 장치로부터 제어되는 델타 로봇을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 블록 조립 장치를 통하여 조립되는 블록의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 생성 장치를 도시하는 구성도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 생성 장치를 도시하는 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 블록 조립 방법을 도시하는 순서도이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 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 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 블록 조립 시스템을 도시하는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 블록 조립 시스템(100)은 스마트 디바이스, 조이스틱과 같은 사용자 디바이스를 통하여 입력되는 데이터를 수신하여 블록 조립을 위한 조립 데이터를 생성하는 데이터 생성 장치(100) 및 생성된 조립 데이터를 네트워크를 통하여 수신하고, 수신한 조립 데이터에 기초하여 블록을 조립 하도록 델타 로봇을 제어하는 블록 조립 장치(120)를 포함한다.
예를 들어, 네트워크는 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wifi), 무선 랜(Wireless LAN)과 같은 무선 통신망 또는 유선 케이블을 이용하는 유선 통신망일 수 있다.
예를 들어, 조립 데이터는 사용자 디바이스를 통하여 사용자가 직접 제작하는 3D 모델링 데이터가 될 수 있으며, 사용자 디바이스를 통하여 입력된 검색어에 기초하여 인공지능 서버(130)가 추천하는 적어도 하나 이상의 3D 모델링 데이터가 될 수 있다.
또한, 조립 데이터는 사용자 디바이스를 통하여 실시간으로 블록을 조립하기 위해 델타 로봇의 움직임을 실시간으로 제어하는 원격 제어 데이터가 될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 블록 조립 장치를 도시하는 구성도이다.
도 2를 참조하면, 블록 조립 장치(200)는 도 1의 데이터 생성 장치(110)로부터 수신한 조립 데이터에서 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 정보 및 색상 정보를 추출하고, 추출된 속성 정보, 좌표 정보 및 색상 정보에 기초하여 각각의 블록을 로딩(Loading)하고, 로딩된 블록을 조립하도록 델타 로봇(Delta Robot)을 제어한다.
이를 위해, 조립 데이터 수신부(210), 특성 추출부(220) 및 델타 로봇 제어부(230)를 포함한다.
일실시예에 따른 조립 데이터 수신부(210)는 데이터 생성 장치로부터 블록 조립을 위한 조립 데이터를 수신한다.
일측에 따르면, 데이터 생성 장치는 사용자 디바이스를 통하여 조립 데이터를 구성하는 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 및 색상 정보를 입력 받고, 입력된 속성 정보, 좌표 정보 및 색상 정보에 기초한 3D 모델링으로 조립 데이터를 생성하며, 조립 데이터를 블록 조립 장치(200)로 전송할 수 있다.
일측에 따르면, 데이터 생성 장치는 사용자 디바이스를 통하여 입력되는 검색어를 입력받고, 검색어에 기초하여 인공지능 서버가 추천하는 3D 모델링 데이터를 조립 데이터로 결정하며, 조립 데이터를 블록 조립 장치(200)로 전송할 수 있다.
도 2에서 조립 데이터를 블록 조립 장치(200)로 전송하는 데이터 생성 장치의 상세한 동작은 이후 실시예 도 5 내지 도 6을 통해 보다 구체적으로 설명 하기로 한다.
일실시예에 따른 특성 추출부(220)는 조립 데이터에서 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 정보 및 색상 정보를 추출한다.
일측에 따르면, 특성 추출부(220)는 블록들의 조립 순서, 레이어 정보, 조립되는 각각의 블록의 재질 및 종류 중에서 적어도 하나 이상을 속성 정보로 추출할 수 있다.
예를 들어, 블록의 재질은 금속 재질, 나무 재질, 플라스틱 재질로 구분 될 수 있고, 블록의 종류는 전기가 통하는 블록, 전기가 통하지 않는 블록, 자석을 포함하는 블록 및 자석을 포함하지 않는 서포트 블록으로 구분될 수 있으며, 블록들은 블록의 재질 및 종류에 따라 별도의 블록 보관함에 보관될 수 있다.
도 2의 조립 대상이 되는 블록의 상세한 구조는 이후 실시예 도 4를 통해 보다 구체적으로 설명 하기로 한다.
일실시예에 따른 델타 로봇 제어부(230)는 추출된 속성 정보, 좌표 정보 및 색상 정보에 기초하여 각각의 블록을 로딩(Loading)하고 로딩된 블록을 조립하도록 델타 로봇(Delta Robot)을 제어한다.
일측에 따르면, 델타 로봇 제어부(230)는 복수의 블록이 색상별로 다르게 구분된 블록 보관함에서, 특성 추출부(220)에서 추출된 색상 정보에 대응되는 색상의 블록을 로딩 하도록 델타 로봇을 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 델타 로봇 제어부(230)는 블록을 색상별로 다르게 구분하여 보관하고 있는 블록 보관함에서, 색상별로 대응되는 블록의 위치 정보를 저장하고 있으며, 특성 추출부(220)에서 추출된 색상 정보에 대응되는 위치로 델타 로봇을 이동시켜 블록을 로딩할 수 있다.
일측에 따르면, 델타 로봇은 블록의 색상을 식별하기 위한 영상 센서를 포함하고, 델타 로봇 제어부(230)는 영상 센서에서 식별한 블록의 색상 정보에 기초하여, 특성 추출부(220)에서 추출한 색상 정보에 대응되는 색상의 블록을 로딩 하도록 델타 로봇을 제어할 수 있다.
예를 들어, 영상 센서는 카메라, RGB 센서 및 RGB-D 센서가 될 수 있다. 본 발명에서는 영상 센서로 카메라, RGB 센서 및 RGB-D 센서를 사용하는 예시를 설명하나, 블록의 색상 및 위치를 구별할 수 있는 다양한 센서가 적용될 수 있다.
보다 구체적으로, 델타 로봇 제어부(230)는 복수의 블록들을 보관하는 블록 보관함으로 델타 로봇을 이동시키고, 델타 로봇에 구비된 영상 센서를 통하여 감지된 블록의 색상 정보에 기초하여, 특성 추출부(220)에서 추출된 색상 정보에 대응되는 색상의 블록을 로딩 하도록 델타 로봇을 제어할 수 있다.
도 2의 델타 로봇의 상세한 구조는 이후 실시예 도 3를 통해 보다 구체적으로 설명 하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 블록 조립 장치로부터 제어되는 델타 로봇을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 델타 로봇(300)은 복수의 어퍼암(311 내지 313), 복수의 로어암(321 내지 323) 및 엔드 이펙터(330)를 포함한다.
일측에 따르면, 델타 로봇(300)에 구비된 복수의 어퍼암(311 내지 313)은 복수의 모터에 각각 연결되고, 복수의 로어암(321 내지 323)은 복수의 어퍼암(311 내지 313)과 유니버셜 조인트(Universal Joint)를 매개로 연결되며, 엔드 이펙터(330)는 복수의 로어암(321 내지 323)과 연결 될 수 있다.
일측에 따르면, 델타 로봇(300)은 복수의 모터를 각각 제어하여 복수의 모터에 각각 대응되는 제1 내지 제3 어퍼암(311 내지 313)을 회전시킴으로써, 엔드 이펙터(330)를 원하는 좌표로 이동시켜 블록의 로딩 및 블록의 조립 동작을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 각각의 어퍼암(311 내지 313)이 지면과 이루는 각도는 엔드 이펙터(330)의 좌표인 (x, y, z)의 함수 이므로, 엔드 이펙터(330)가 놓일 좌표 정보만 주어지면, 각각의 어퍼암(311 내지 313)이 지면과 이루어야 할 각도가 기하학적으로 결정될 수 있다.
이에, 델타 로봇(300)은 복수의 모터를 제어하여 각각의 모터에 대응되는 복수의 어퍼암(311 내지 313)을 회전시켜 원하는 위치로 이동시킴으로써, 엔드 이펙터(330)를 원하는 좌표로 이동시켜 블록의 로딩 및 블록의 조립 동작을 수행할 수 있다.
결국, 델타로봇(300)을 이용한 블록의 조립 동작은 상하로 구동하는 별도의 구동장치 없이 블록 조립이 수행되어, 블록 조립의 속도 및 효율성이 향상될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 블록 조립 장치를 통하여 조립되는 블록의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 도 2의 블록 조립 장치(200)를 통하여 로딩 및 조립이 수행되는 블록(410)은 다른 블록과 연결을 위하여 참조부호 420과 같이 상부에는 요철이 형성되고 하부에는 홈이 형성되며, 블록의 내부에는 다른 블록과의 접합을 위하여 참조부호 430과 같은 구형의 자석을 구비할 수 있다.
예를 들어, 구형 자석(430)은 네오디뮴 자석일 수 있고, 하나의 블록(410)은 하나의 구형 자석(430)을 내부에 구비하며, 내부에 구비된 구형 자석(430)은 회전될 수 있도록 블록(410)의 6개의 면에 0.1mm 정도의 간격을 유지하며 내접할 수 있다.
또한, 안정적으로 블록을 조립하기 위한 추가 장치로 구형 자석을 포함하지 않는 서포트 블록이 구비될 수 있으며, 서포트 블록은 블록 조립 동작이 완료 되면 제거될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 생성 장치를 도시하는 구성도이다.
도 5를 참조하면, 데이터 생성 장치(500)는 사용자 디바이스를 통하여 입력된 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 및 색상 정보에 기초한 3D 모델링으로 조립 데이터를 생성하고, 생성된 조립 데이터를 도 2의 블록 조립 장치(200)로 전송한다.
이를 위해, 입력부(510), 조립 데이터 생성부(520) 및 조립 데이터 송신부(530)를 포함한다.
일실시예에 따른 입력부(510)는 사용자 디바이스를 통하여 조립 데이터를 구성하는 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 및 색상 정보를 입력 받는다.
예를 들어, 사용자 디바이스는 스마트 디바이스 또는 조이스틱과 같이 블록 조립을 수행할 수 있는 입력 장치일 수 있다.
일측에 따르면, 입력부(510)는 사용자 디바이스를 통하여 조립 되는 각각의 블록의 재질 및 종류 중에서 적어도 하나 이상을 속성 정보로 입력 받을 수 있다.
일실시예에 따른 조립 데이터 생성부(520)는 입력된 속성 정보, 좌표 정보 및 색상 정보에 기초한 3D 모델링으로 조립 데이터를 생성한다.
예를 들어, 사용자는 블록 조립으로 구조물을 생성하기 위해 사용자 디바이스를 통하여 원하는 색상, 종류 및 재질의 블록을 선택하고, 선택된 블록의 순차적인 배치 및 적층을 통한 블록 조립을 수행할 수 있으며, 조립 데이터 생성부(520)는 사용자가 수행하는 블록 조립 동작에 기초한 3D 모델링으로 조립 데이터를 생성할 수 있다.
일실시예에 따른 조립 데이터 송신부(530)는 조립 데이터 생성부(520)에서 생성한 조립 데이터를 블록 조립 장치로 전송한다.
한편, 블록 조립 장치는 조립 데이터에서 추출된 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 정보 및 색상 정보에 기초하여 각각의 블록을 로딩(Loading)하고 로딩된 블록을 조립하도록 델타 로봇(Delta Robot)을 제어한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 생성 장치를 도시하는 구성도이다.
도 6를 참조하면, 데이터 생성 장치(600)는 사용자 디바이스를 통하여 입력되는 검색어에 기초하여 도 1의 인공지능 서버(130)가 추천하는 3D 모델링 데이터를 조립 데이터로 결정하고, 결정된 조립 데이터를 도 2의 블록 조립 장치(200)로 전송한다.
이를 위해, 입력부(610), 조립 데이터 결정부(620) 및 조립 데이터 송신부(630)를 포함한다.
일실시예에 따른 입력부(610)는 사용자 디바이스를 통하여 입력되는 검색어를 입력 받는다.
일실시예에 따른 조립 데이터 결정부(620)는 입력 받은 검색어에 기초하여 인공지능 서버가 추천하는 3D 모델링 데이터를 조립 데이터로 결정한다.
일측에 따르면, 조립 데이터 결정부(620)는 입력 받은 검색어에 기초하여 인공지능 서버가 추천하는 복수의 3D 모델링 데이터 중에서 사용자가 선택하는 하나의 3D 모델링 데이터를 조립 데이터로 결정할 수 있다.
일측에 따르면, 조립 데이터 결정부(620)는 인공지능 서버에서 추천하는 하나의 3D 모델 데이터를 조립 데이터로 결정함으로써, 사용자는 블록 조립이 완성 될 때까지 어떠한 모델이 만들어질지 알 수 없기 때문에 호기심과 흥미를 자극할 수 있다.
한편, 인공지능 서버는 입력 받은 검색어에 기초하여 기저장된 3D 모델링 데이터 또는 인터넷 상에서 공유된 3D 모델링 데이터 중에서 적어도 하나 이상의 데이터를 추천한다.
일측에 따르면, 인공지능 서버는 사용자가 입력한 단어 또는 문장으로 구성된 검색어와, 기 설정된 사용자의 취향, 나이 정보에 기초하여 마이닝(Mining)을 수행하고, 마이닝의 결과로 기 저장된 3D 모델 데이터 또는 인터넷 상에 공유된 3D 모델 데이터 중에서 적어도 하나의 데이터를 조립 데이터로 추천할 수 있다.
일실시예에 따른 조립 데이터 송신부(630)는 조립 데이터를 블록 조립 장치로 전송한다.
한편, 블록 조립 장치는 조립 데이터에서 추출된 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 정보 및 색상 정보에 기초하여 각각의 블록을 로딩(Loading)하고 로딩된 블록들을 조립하도록 델타 로봇(Delta Robot)을 제어한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 블록 조립 방법을 도시하는 순서도이다.
도 7에 도시된 블록 조립 방법은 도 2의 블록 조립 장치(200)에 의하여 수행될 수 있다.
따라서, 도 2의 블록 조립 장치(200)에서 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략 하기로 한다.
도 7을 참조하면, 710 단계에서 일실시예에 따른 블록 조립 방법은 조립 데이터 수신부에서 데이터 생성 장치로부터 블록 조립을 위한 조립 데이터를 수신한다.
일측에 따르면, 데이터 생성 장치는 사용자 디바이스를 통하여 조립 데이터를 구성하는 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 및 색상 정보를 입력 받고, 입력된 속성 정보, 좌표 정보 및 색상 정보에 기초한 3D 모델링으로 조립 데이터를 생성하며, 조립 데이터를 블록 조립 장치로 전송할 수 있다.
일측에 따르면, 데이터 생성 장치는 사용자 디바이스를 통하여 입력되는 검색어를 입력받고, 검색어에 기초하여 인공지능 서버가 추천하는 3D 모델링 데이터를 조립 데이터로 결정하며, 조립 데이터를 블록 조립 장치로 전송할 수 있다.
720 단계에서 일실시예에 따른 블록 조립 방법은 특성 추출부에서 조립 데이터로부터 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 정보 및 색상 정보를 추출한다.
일측에 따르면, 720 단계에서 일실시예에 따른 블록 조립 방법은 블록들의 조립 순서, 레이어 정보, 조립되는 각각의 블록의 재질 및 종류 중에서 적어도 하나 이상을 속성 정보로 추출할 수 있다.
730 단계에서 일실시예에 따른 블록 조립 방법은 델타 로봇 제어부에서 추출된 속성 정보, 좌표 정보 및 색상 정보에 기초하여 각각의 블록을 로딩(Loading)하고 로딩된 블록들을 조립하도록 델타 로봇(Delta Robot)을 제어한다.
따라서, 본 발명을 이용하는 경우, 상하로 구동하는 별도의 구동장치가 필요 없는 델타로봇을 이용하여 블록 조립을 수행함으로써, 블록 조립의 속도 및 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명을 이용하는 경우, 사용자 디바이스를 통하여 입력되는 검색어에 기초하여 블록 조립을 위한 3D 모델링 데이터를 추천함으로써, 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
200: 블록 조립 장치 210: 조립 데이터 수신부
220: 특성 추출부 230: 델타 로봇 제어부

Claims (15)

  1. 데이터 생성 장치로부터 블록 조립을 위한 조립 데이터를 수신하는 조립 데이터 수신부;
    상기 조립 데이터에서 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 정보 및 색상 정보를 추출하는 특성 추출부; 및
    상기 추출된 속성 정보, 좌표 정보 및 색상 정보에 기초하여 각각의 블록을 로딩(Loading)하고 상기 로딩된 블록을 조립하도록 델타 로봇(Delta Robot)을 제어하는 델타 로봇 제어부
    를 포함하고,
    상기 데이터 생성 장치는
    사용자 디바이스를 통하여 상기 조립 데이터를 구성하는 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 및 색상 정보를 입력받고, 상기 입력된 속성 정보, 좌표 정보 및 색상 정보에 기초한 3D 모델링으로 상기 조립 데이터를 생성하며, 상기 조립 데이터를 블록 조립 장치로 전송하는
    로봇팔을 이용한 블록 조립 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 특성 추출부는
    블록들의 조립 순서, 레이어 정보, 조립되는 각각의 블록의 재질 및 종류 중에서 적어도 하나 이상을 속성 정보로 추출하는
    로봇팔을 이용한 블록 조립 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 델타 로봇은
    복수의 모터에 각각 연결되는 복수의 어퍼암(Upper Arm);
    상기 복수의 어퍼암과 유니버셜 조인트(Universal Joint)를 매개로 연결되는 복수의 로어암(Lower Arm) 및
    상기 복수의 로어암과 연결되는 엔드 이펙터(End Effector)를 포함하고,
    상기 델타 로봇은 상기 복수의 모터를 각각 제어하여 상기 복수의 모터에 각각 대응되는 어퍼암을 회전시킴으로써, 상기 엔드 이펙터를 원하는 좌표로 위치시켜 상기 블록의 로딩 및 블록의 조립 동작을 수행하는
    로봇팔을 이용한 블록 조립 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 델타 로봇 제어부는
    복수의 블록이 색상별로 다르게 구분된 블록 보관함에서, 상기 추출된 색상 정보에 대응되는 색상의 블록을 로딩 하도록 델타 로봇을 제어하는
    로봇팔을 이용한 블록 조립 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 델타 로봇은
    블록의 색상을 식별하기 위한 영상 센서를 포함하고,
    상기 델타 로봇 제어부는
    상기 영상 센서에서 식별한 블록의 색상 정보에 기초하여, 상기 추출된 색상 정보에 대응되는 색상의 블록을 로딩 하도록 델타 로봇을 제어하는
    로봇팔을 이용한 블록 조립 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 로딩 및 조립이 수행되는 블록은
    다른 블록과 연결을 위하여 상부에는 요철이 형성되고, 하부에는 홈이 형성되며, 상기 블록 내부에는 다른 블록과의 접합을 위하여 구형의 자석을 구비하는
    로봇팔을 이용한 블록 조립 시스템.
  7. 삭제
  8. 데이터 생성 장치로부터 블록 조립을 위한 조립 데이터를 수신하는 조립 데이터 수신부;
    상기 조립 데이터에서 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 정보 및 색상 정보를 추출하는 특성 추출부; 및
    상기 추출된 속성 정보, 좌표 정보 및 색상 정보에 기초하여 각각의 블록을 로딩(Loading)하고 상기 로딩된 블록을 조립하도록 델타 로봇(Delta Robot)을 제어하는 델타 로봇 제어부
    를 포함하고,
    상기 데이터 생성 장치는
    사용자 디바이스를 통하여 입력되는 검색어를 입력받고, 상기 검색어에 기초하여 인공지능 서버가 추천하는 3D 모델링 데이터를 상기 조립 데이터로 결정하며, 상기 조립 데이터를 블록 조립 장치로 전송하는
    로봇팔을 이용한 블록 조립 시스템.
  9. 사용자 디바이스를 통하여 조립 데이터를 구성하는 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 및 색상 정보를 입력받는 입력부;
    상기 입력된 속성 정보, 좌표 정보 및 색상 정보에 기초한 3D 모델링으로 조립 데이터를 생성하는 조립 데이터 생성부; 및
    상기 조립 데이터를 블록 조립 장치로 전송하는 조립 데이터 송신부
    를 포함하고,
    상기 블록 조립 장치는 상기 조립 데이터에서 추출된 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 정보 및 색상 정보에 기초하여 각각의 블록을 로딩(Loading)하고 상기 로딩된 블록을 조립하도록 델타 로봇(Delta Robot)을 제어하는
    로봇팔을 이용한 블록 조립 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 입력부는
    상기 사용자 디바이스를 통하여 조립 되는 각각의 블록의 재질 및 종류 중에서 적어도 하나 이상을 속성 정보로 입력받는
    로봇팔을 이용한 블록 조립 시스템.
  11. 사용자 디바이스를 통하여 입력되는 검색어를 입력 받는 입력부;
    상기 검색어에 기초하여 인공지능 서버가 추천하는 3D 모델링 데이터를 조립 데이터로 결정하는 조립 데이터 결정부; 및
    상기 조립 데이터를 블록 조립 장치로 전송하는 조립 데이터 송신부
    를 포함하고,
    상기 블록 조립 장치는 상기 조립 데이터에서 추출된 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 정보 및 색상 정보에 기초하여 각각의 블록을 로딩(Loading)하고 상기 로딩된 블록들을 조립하도록 델타 로봇(Delta Robot)을 제어하며,
    상기 인공지능 서버는 검색어에 기초하여 상기 인공지능 서버에 기저장된 3D 모델링 데이터 또는 인터넷 상에서 공유된 3D 모델링 데이터 중에서 적어도 하나 이상의 데이터를 추천하는
    로봇팔을 이용한 블록 조립 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 조립 데이터 결정부는,
    상기 검색어에 기초하여 인공지능 서버가 추천하는 복수의 3D 모델링 데이터 중에서 사용자가 선택하는 하나의 3D 모델링 데이터를 조립 데이터로 결정하는
    로봇팔을 이용한 블록 조립 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 인공 지능 서버는,
    사용자가 입력한 단어 또는 문장으로 구성된 검색어와, 기 설정된 사용자의 취향, 나이 정보에 기초하여 마이닝(Mining)을 수행하고, 마이닝의 결과로 기 저장된 3D 모델 데이터 또는 인터넷 상에 공유된 3D 모델 데이터 중에서 적어도 하나 이상의 데이터를 조립 데이터로 추천하는
    로봇팔을 이용한 블록 조립 시스템.
  14. 조립 데이터 수신부에서 데이터 생성 장치로부터 블록 조립을 위한 조립 데이터를 수신하는 단계;
    특성 추출부에서 상기 조립 데이터로부터 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 정보 및 색상 정보를 추출하는 단계; 및
    델타 로봇 제어부에서 상기 추출된 속성 정보, 좌표 정보 및 색상 정보에 기초하여 각각의 블록을 로딩(Loading)하고 상기 로딩된 블록들을 조립하도록 델타 로봇(Delta Robot)을 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 조립 데이터를 수신하는 단계는
    상기 데이터 생성 장치에서 사용자 디바이스를 통하여 상기 조립 데이터를 구성하는 속성 정보, 각각의 블록의 좌표 및 색상 정보를 입력받고, 상기 입력된 속성 정보, 좌표 정보 및 색상 정보에 기초한 3D 모델링으로 상기 조립 데이터를 생성하며, 상기 조립 데이터를 블록 조립 장치로 전송하는 단계를 더 포함하는
    로봇팔을 이용한 블록 조립 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 특성 추출부에서 정보를 추출하는 단계는
    블록들의 조립 순서, 레이어 정보, 조립되는 각각의 블록의 재질 및 종류 중에서 적어도 하나 이상을 속성 정보로 추출하는
    로봇팔을 이용한 블록 조립 방법.
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