KR102059563B1 - 무게조절이 가능한 물고기로봇 - Google Patents

무게조절이 가능한 물고기로봇 Download PDF

Info

Publication number
KR102059563B1
KR102059563B1 KR1020160076835A KR20160076835A KR102059563B1 KR 102059563 B1 KR102059563 B1 KR 102059563B1 KR 1020160076835 A KR1020160076835 A KR 1020160076835A KR 20160076835 A KR20160076835 A KR 20160076835A KR 102059563 B1 KR102059563 B1 KR 102059563B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fish robot
fish
weight
water
piston
Prior art date
Application number
KR1020160076835A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170143140A (ko
Inventor
정상봉
전영수
Original Assignee
(주)미니로봇
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)미니로봇 filed Critical (주)미니로봇
Priority to KR1020160076835A priority Critical patent/KR102059563B1/ko
Publication of KR20170143140A publication Critical patent/KR20170143140A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102059563B1 publication Critical patent/KR102059563B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0008—Balancing devices
    • B25J19/0012—Balancing devices using fluidic devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0008—Balancing devices
    • B25J19/002—Balancing devices using counterweights
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0025—Means for supplying energy to the end effector
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/005—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators using batteries, e.g. as a back-up power source
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

본 발명은 물고기로봇에 관한 것으로, 무게조절이 가능한 물고기로봇 내부에 무게추를 구비하여 물고기로봇 내부로 흡입된 물을 분사하고, 이를 물고기로봇의 추진력으로 사용한다. 또, 물고기로봇의 내부에 물이 저장되는 공간을 마련하고 물을 넣고 빼는 것으로 물고기로봇이 물속에서 원하는 깊이에 뜰 수 있도록 한다. 또한, 물고기로봇 중 리더 물고기로봇의 좌우 면에는 각각 주파수가 다르게 출력되어, 이 주파수로 리더 물고기로봇을 뒤따르도록 한다.

Description

무게조절이 가능한 물고기로봇{Fish-robot for adjusting weight}
본 발명은 무게조절이 가능한 물고기로봇에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 물고기로봇 내부에 물을 흡입 및 분사함으로써, 물고기로봇의 추진력으로 활용할 수 있고, 물고기로봇의 비중을 물과 같은 비중으로 맞추기 위해 물고기로봇 내부에 물을 채워 무게를 늘리거나 줄일 수 있도록 한다.
수족관이나 아쿠아리움에서는 관람객들에게 볼거리를 제공하기 위해 바다생물 뿐만 아니라 생물의 형상을 띤 로봇이나 기계장치를 사용한다. 이러한 로봇이나 기계장치를 사용함으로써, 화려하고 다양한 시각적 효과를 내는 것이 가능해 관람객들에게 흥미를 이끌 수 있었다.
하지만 종래에는 수족관의 물속에 로봇이나 기계장치를 투입시킬 때 로봇이나 기계장치의 비중을 물과 같게 하도록 하기 위해 무게를 조절하는 것이 번거로웠다.
한편, 물고기로봇에 관한 종래기술은 대한민국공개특허 제10-2013-0079808호 등이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 물고기 로봇 내부에 물을 흡입함으로써, 흡입한 물을 분사하여 물고기로봇의 추진력으로 활용하는 데 그 목적이 있다.
또한, 물고기로봇 내부에 물이 저장되는 공간을 마련하고 물을 물고기로봇 내부로 주입하여 물고기로봇의 무게를 늘리거나 줄일 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.
또, 대장물고기로봇의 일측면에서 각각 다른 주파수를 뒤로 송출하여 송출된 주파수에 따라 다른 물고기로봇이 이 주파수를 감지하고 대장물고기로봇을 뒤따르게 하는데 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 물속에서 구동되는 물고기로봇에서, 상기 물고기로봇 몸통부 내부에서 피스톤관으로 물이 흡입되고 분사될 수 있도록 물고기로봇의 무게를 증감해주는 무게추; 상기 무게추와 일체로 형성되어, 상기 피스톤관 내부에 위치하여 압력차에 의해 물을 흡입하거나, 흡입된 물을 분사하는 피스톤; 상기 물고기로봇의 몸통부에 물고기로봇이 전원을 공급받으면 움직일 수 있도록 하는 동력발생부; 상기 물고기로봇의 몸통부에 물고기로봇의 움직임을 제어하는 제어부; 및 상기 물고기로봇의 꼬리부에 동력발생부에서 생산된 동력을 꼬리에 전달하여 물고기로봇이 움직이도록 하는 꼬리구동부;를 포함한다.
여기서, 상기 물고기로봇의 몸통부의 상단 및 하단에 물이 저장될 수 있는 공간을 마련하여, 물을 주입하고 빼냄으로서 물고기로봇의 무게를 조절할 수 있는 저장부;를 더 포함한다.
또한, 상기 물고기로봇 중 몸통부 좌우에 적외선을 출력하는 적외선출력부가 구비된 대장물고기로봇이 있으면, 이 적외선을 수신하는 적외선수신부가 구비되어 있고 수신된 파장에 따라 움직이는 물고기로봇 무리가 있는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 물고기로봇의 형태를 이루고 있는 샤프트 및 부싱 등 부품의 재질은 염수 또는 바닷물에 대하여 반응이 없는 특수코팅 제작된 것을 특징으로 한다.
마지막으로, 상기 물고기로봇의 몸통부에는 일측에 충전단자가 충전부가 연결되어 있고, 충전부의 충전회로는 릴레이스위치로 인해 전압이 인가되었을 때만 배터리와 충전회로가 연결되고, 전압이 인가되지 않을 때는 연결이 해제되어 물고기로봇 몸체 외부로 누설전류가 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 한다.
본 발명에 따른 무게조절이 가능한 물고기로봇은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 물고기로봇의 내부로 물을 흡입하면서 물고기로봇이 뒤로 이동하거나 급격한 제동을 할 수 있고, 또한 흡입한 물을 피스톤이 외부로 밀어내면서 물고기로봇이 전방으로 급가속할 수 있는 추진력을 얻을 수 있다. 본 발명에 따른 물고기로봇은 몸통부 내부에 무게추 및 피스톤이 일체로 형성되어 있다. 피스톤이 위치하고 있는 피스톤관은 머리부 방향으로는 피스톤에 의해 밀폐되어 있고, 꼬리부 방향으로는 피스톤관에 연결된 분사관이 외부로 향하고 있어 개방되어 있다. 이 때 피스톤이 급격히 전진함으로써 피스톤관 내부에 낮아진 압력에 의해 피스톤관으로 흡입된 물을 다시 피스톤이 외부로 연결된 분사관으로 미는 것으로서 동시에 물고기로봇은 급격히 전진 및 가속할 수 있는 추진력을 얻을 수 있다. 또한, 물고기로봇이 물을 내부로 흡입할 시에는 물고기로봇이 뒤로 이동하거나 급격한 제동을 할 수도 있다.
둘째, 물고기로봇 몸통부 상단 및 하단에 물이 저장될 수 있는 공간을 마련하여 물고기로봇의 무게를 쉽게 조절할 수 있다. 물고기로봇을 사용자가 물속에서 운용할 때는 물고기로봇을 물과 같은 비중으로 맞추는 것이 중요하다. 즉, 물고기로봇의 무게가 너무 무거우면 물고기로봇은 물속에서 가라앉을 것이고, 물고기로봇의 무게가 너무 가벼우면 물고기로봇은 물의 표면으로 부상할 것이다. 따라서 사용자가 원하는 깊이에서 물고기로봇을 운용하기 위해선 물고기로봇의 무게조절이 필요하다. 본 발명에서는 이러한 물고기로봇의 무게조절을 몸통부 상단 및 하단에 물이 저장될 수 있는 공간을 마련하였기 때문에 주사기로 물의 미세한 양을 조절하여 물고기로봇 내부로 주입하거나 빼냄으로써, 간단한 방법으로 물고기로봇의 미세한 무게조절이 가능하다.
셋째, 물고기로봇이 충전될 때에 별도의 신호를 인가할 수 있도록 하여 충전되지 않을 경우 누설전류가 충전단자로부터 외부로 흐르는 것을 방지한다. 물고기로봇의 전원을 공급하는 충전단자가 외부로 노출되어 있을 시 물고기로봇에 흐르는 전류는 물고기로봇의 외부인 물속으로 흐를 수 있다. 이에 따라, 누설전류가 수족관 내부의 바다생물에게도 영향을 미쳐 바다생물들의 활동을 저해하거나 병들게 할 수도 있다. 하지만 본 발명에 따른 물고기로봇은 내부의 충전회로를 구성할 때 충전거치대에 거치되어 있을 때만 충전회로가 연결되어 전원이 충전되고, 반면에 충전이 되지 않을 때는 내부에서 충전회로의 연결이 끊어져 외부로 노출된 충전단자에 미세한 전류조차 흐르지 않도록 하여 물속의 다른 바다생물들에게 영향을 주지 않도록 한다.
넷째, 물고기로봇의 무리 중 대장물고기로봇에서 서로 다른 주파수를 출력하여 물고기로봇 무리를 이끌 수 있다. 즉, 대장물고기로봇 몸통부의 상하좌우에 적외선출력부를 구비하여 이를 통해 적외선이나 초음파를 발사하면 파장이 멀어짐을 감지하여 물고기로봇의 무리가 방향전환 하는 효과를 낼 수 있다.
도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 물고기로봇의 정면사시도.
도2는 도1에 도시된 물고기로봇의 후면사시도.
도3은 도1에 도시된 물고기로봇의 옆면도.
도4는 도1에 도시된 물고기로봇의 내부를 개략적으로 나타낸 블록도.
도5는 도4에 도시된 블록도에서 저장부의 모습을 확대하여 주사기로 저장부내에 물을 주입하는 모습을 나타낸 도면.
도6은 본 발명에서 사용되는 물고기로봇의 충전회로도.
도7은 본 발명의 제2실시예에 따른 물고기로봇 무리가 대장물고기로봇이 출력하는 적외선을 수신하여 움직이는 형태를 위에서 보아 개략적으로 나타낸 도면.
도8은 도7에 도시된 대장물고기로봇이 좌측으로 방향전환 했을 때 물고기로봇 무리가 따라서 방향전환하는 모습을 개략적으로 나타낸 도면.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 다만 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.
<제1실시예>
도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 물고기로봇의 정면사시도이고, 도2는 도1에 도시된 물고기로봇의 후면사시도이며, 도3은 도1에 도시된 물고기로봇의 옆면도이고, 도5는 도4에 도시된 블록도에서 저장부의 모습을 확대하여 주사기로 저장부내에 물을 주입하는 모습을 나타낸 도면이며, 도6은 본 발명에서 사용되는 물고기로봇의 충전회로도이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 무게조절이 가능한 물고기로봇(이하 '물고기로봇'이라 함)은 머리부(100), 몸통부(200) 및 꼬리부(300)를 포함한다.
머리부(100)는 물고기의 머리형태로 구성되어 있는 부분으로, 몸통부(200)에 대하여 쉽게 탈부착이 가능하다.
또한, 몸통부(200)는 물고기로봇의 몸통부분으로, 몸통부(200)에는 흡입분사부(210), 저장부a(220), 저장부b(230), 제어부(240), 동력발생부(250), 충전부(260), 배지느러미(270), 등지느러미(280), 뒷지느러미(290)로 나누어진다.
이 중에서 흡입분사부(210)는 물고기로봇의 내부로 물을 흡입하고 분사하는 동작을 하는 블록으로써, 무게추(211), 무게추 가이드편(212), 가이드레일(213), 피스톤(214), 피스톤관(215), 및 분사관(216)을 포함한다.
무게추(211)는 물고기로봇의 몸통부 내부에 설치되어, 물고기로봇의 무게중심을 이동시켜 준다. 즉, 사용자가 리모콘으로 물고기로봇 동작시킬 때 무게추(211)는 무게추 가이드편(212)에 안착되어 무게추(211)의 전진을 통해 물고기로봇의 머리부(100) 방향으로 무게중심을 이동시켜 줄 수도 있고, 무게추(211)의 후진에 의해 꼬리부(300)의 방향으로 무게중심을 이동시켜 줄 수도 있다.
무게추 가이드편(212)은 무게추(211)가 안착되어 전진 또는 후진될 수 있게 가이드하는 구성으로, 몸통부(200) 내부에 위치하여 전진 또는 후진한다.
가이드레일(213)은 무게추 가이드편(212)이 전진 또는 후진할 수 있도록 가이드하기 위한 레일이다.
피스톤(214)은 무게추(211)와 일체로 형성되어 피스톤관(215)에 위치하고 있고, 무게추(211)가 전진 또는 후진함에 따라 물을 물고기로봇 내부로 흡입하거나 외부로 분사한다.
피스톤관(215)은 피스톤(214)이 위치하여 피스톤(214)이 전진 또는 후진할 수 있는 왕복운동 공간을 제공하고, 이에 따라 피스톤관(215)에는 물이 흡입되거나 분사된다.
분사관(216)은 물고기로봇 내부에서 피스톤관(215)에 연결되어 물고기로봇 외부로 노출되어 있다. 이 때 무게추(211)가 전진 또는 후진을 하면서 일체로 형성된 피스톤(214)도 피스톤관(215)에서 전진 또는 후진하게 되는데, 피스톤(214)이 전진할 때에는 피스톤관(215) 내부의 압력이 수압보다 낮기 때문에 분사관(216)으로부터 물이 피스톤관(215) 내부로 유입되고, 피스톤(214)이 후진할 때에는 피스톤관(215)으로 유입된 물을 밀어내기 때문에 물이 피스톤관(215)에서 분사관(216)으로 분사된다.
저장부(220, 230)는 물고기로봇 몸통부(200)의 상단 및 하단 양측에 빈 공간이 형성된 부분이다. 각각의 저장부(220, 230)는 실리콘이나 고무의 재질로 구성된 주입구(221, 231)를 구비하고 있는데, 이 주입구(221, 231)를 통하여 사용자는 저장부(220, 230)에 물을 주입하거나 빼냄으로써 물고기로봇의 무게를 조절할 수 있다. 즉, 도5를 참고하면, 사용자는 각각의 저장부(220, 230)에 구비된 주입구(221, 231)로 내부에 물이 들어있는 주사기(222)를 이용하여 물을 주입시킬 수 있다. 이 때 주입구(221, 231)는 실리온이나 고무로 구성되어 주사기(222)를 꽂을 때는 주사기(222)가 꽂히는 방향으로 접혀 있다가, 주사기(222)가 빠지면 다시 주입구(221, 231)를 막아 저장부(220, 230) 외부와 차단한다. 이는 물고기로봇을 물과 같은 비중으로 맞춰 사용자가 원하는 물의 깊이에서 물고기로봇을 운용하기 위함이다. 이와 대비되어, 만약 물고기로봇의 부품추가를 통한 무게를 조절하면 부품추가 된 1개 부품의 무게만큼만 무게가 조절되므로 물고기로봇의 미세한 무게조절이 쉽지 않다. 또한, 부품을 추가하여 미세한 무게를 조절하는 것은 무게조절용 부품들을 무게별로 다양하게 구비해야 되고 무게조절용 부품이 물고기로봇에 장착될 수 있는 구조를 별도로 갖추어야 하기 때문에 구조가 복잡해진다. 또, 무게조절용 부품을 일일이 결합시켜 주어야 하기 때문에 작업이 불편해질 수 있다.
본 발명에서는 이러한 무게조절의 번거로움을 해소하기 위해 저장부(220, 230)를 마련하여 이 공간으로 물을 주입하거나 빼냄으로써 물고기로봇의 무게를 조절할 수 있다. 두 저장부(230, 240)의 역할은 같으나, 설명의 편의상 물고기로봇 등 쪽의 저장부를 저장부a(220), 물고기로봇 배 쪽의 저장부를 저장부b(230)라 한다.
제어부(240)는 사용자가 리모콘을 조작함으로서 전송한 신호를 감지하여 물고기로봇의 전반적인 움직임을 제어하는 구성이다. 즉, 물고기로봇에 연결된 각각의 지느러미(280, 281, 282, 320)를 조작하여 물고기로봇의 전진이나 상하좌우 방향전환을 제어할 수 있고, 동력발생부(250)를 제어하여 동력발생부(250)에 연결된 피스톤작동부(270)가 무게추 가이드편(212)를 전진 및 후진시킴으로써 피스톤관(215) 내부로 물이 흡입되고, 흡입된 물이 물고기로봇 외부로 분사될 수 있도록 한다. 제어부(240)는 몸통부(200)에 내장됨으로써, 부품간의 집적도를 높힐 수 있고 이에 따라 배선이 용이해질 수 있다. 반면, 머리부(100)에 내장될 수도 있는데, 제어부(240)가 머리부(100)에 내장된다면 머리부(100)를 탈착하여 제어부(240)를 쉽게 다시 프로그래밍하거나 설정을 변경할 수 있다.
동력발생부(250)는 제어부(240)가 감지한 물고기로봇의 조작에 따라 물고기로봇을 구동시킬 수 있는 동력을 발생하고 전달하고, 흡입분사부(210)에 연결되어 있는 피스톤작동부를 구동시킨다.
충전부(260)는 물고기로봇의 배터리를 포함하여 물고기로봇의 동력발생부와 제어부가 작동될 수 있는 전력을 외부로부터 공급받는 부분으로, 충전부(260)에는 도5에 도시된 충전회로가 내장되어 있다.
피스톤작동부(270)는 솔레노이드 또는 다른 형태의 직선이동식 액추에이터가 될 수 있으며, 동력발생부(270)와 연결되어 동력발생부(270)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 흡입분사부(210)가 전진 또는 후진할 수 있는 동력을 전달한다.
물고기로봇의 지느러미 중 배지느러미(280)는 물고기로봇 몸체의 균형유지 및 조향을 담당하고, 등지느러미(281)는 설정된 방향을 유지하며, 뒷지느러미(282) 또한 몸체의 균형을 유지하는데 도움을 준다.
또, 꼬리부(300)는 꼬리구동부(310) 및 꼬리지느러미(320)를 포함한다.
꼬리구동부(310)는 동력발생부(250)에서 생산된 동력을 전달받아 물고기로봇의 꼬리지느러미(320)를 좌우로 움직이게 하여 물고기로봇을 전진시킨다.
사용자는 최초에 물고기로봇을 운용하기 위해 배터리를 충전하게 된다. 본 발명에 따른 물고기로봇은 도5에 도시된 회로를 물고기로봇의 충전부(260)에 내장하여 배터리를 충전시킨다. 즉, 도5에 도시된 회로는 물고기로봇의 충전단자(261)가 몸통 일측면에 외부로 노출되어 있고 노출된 단자에서 누설전류가 흐르는 것을 방지하기 위해 설계되었다. 도5에 도시된 회로도를 살펴보면, 'Charge +', 'Charge -' 및 'Charge S'라는 세 입력신호단이 있다. 이 입력신호단 중에 'Charge S'와 'Charge +'는 같은 (+)단자 노드로 연결되어 있고, 'Charge +'와 'Charge -'가 물고기로봇의 충전단자로서, 충전기의 단자에 연결된다.
도6을 참고하여 회로가 동작하는 과정을 살펴본다. 회로도에서 CInput에 전압이 가해지게 되면, 'Charge S'에서 흐르는 전류는 RELAY스위치의 1번핀과 16번핀에 흐르게 된다. 이 때 RELAY스위치는 동작을 하게 되어 6번핀이 4번핀과 8번핀을 이어주기 때문에 'Charge +'는 'Battery+'와 전기적으로 연결된다. 마찬가지로 RELAY스위치가 동작하면 11번핀은 13번핀과 9번핀을 이어주기 때문에 'Charge -'와 'Battery-'는 전기적으로 연결된다. 이에 따라 충전부(260)의 배터리에는 충전이 시작되고, 충전부(260)에 연결된 POUT을 통하여 물고기로봇이 필요한 전원을 공급한다. 또, 'Charge S'와 연결되어 있는 D1에는 충전이 되고 있다는 표시로 발광하게 된다.
이후에 CInput에 전압이 인가되지 않으면, RELAY스위치에 전류가 흐르지 않게 되어 동작하지 않는다. 따라서 6번핀과 11번핀은 더 이상 8번핀과 9번핀을 연결하지 않고, 이에 따라 충전부(260)의 'Battery+' 및 'Battery-'와 충전단자인 'Charge +'와 'Charge -'의 전기적 연결이 해제된다.
이러한 충전원리로 인해 물고기로봇을 충전기에 접촉하면 RELAY스위치가 충전회로를 연결시키고 차단시킨다. 따라서 물고기로봇 일측에 충전단자가 노출되어 있더라도 물고기로봇의 운용 중에는 충전을 위해 'Charge S'에 신호가 가해지지 않기 때문에 충전단자(261)로부터 누설전류가 흐르지 않는다.
물고기로봇의 충전이 완료되면, 사용자는 물고기로봇을 리모콘으로 구동시킨다. 구동된 물고기로봇은 사용자가 조작한 리모콘의 신호를 제어부(240)에서 입력받아 동력발생부(250)를 제어한다. 동력발생부(250)는 제어부(240)에서 내린 명령에 따라 모터(미도시)가 회전되고, 모터가 생산한 동력은 꼬리부(300)의 꼬리구동부(310)로 전달되어 물고기로봇의 꼬리(320)를 좌우로 움직여 추진력을 발생시킨다. 또한, 제어부(240)는 물고기로봇의 상하좌우 이동을 제어할 수 있다. 즉, 몸통부(200)의 배지느러미(280)의 움직임에 따라 물고기로봇이 이동하는 방향이 결정되며, 이를 등지느러미(281)가 방향유지하고, 뒷지느러미(282)로 균형유지를 하게 된다.
또한, 본 발명에서는 무게추(211) 및 피스톤(214)에 의해 물고기로봇이 추진력을 얻을 수 있다. 즉, 몸통부(200)에 무게추(211)가 무게추 가이드편(212)에 안착되어 있고, 피스톤(214)은 무게추(211)와 일체로 형성되어 무게추(211) 및 피스톤(214)의 전진 또는 후진에 의해 물고기로봇은 몸통부(200) 내부로 물을 흡입하고 분사하여 급격한 추진력을 얻는다. 이를 자세히 설명해보도록 한다. 피스톤(214)은 몸통부(200)에 설치된 피스톤관(215)에 위치하고, 피스톤(214)과 일체로 형성된 무게추(211)는 무게추 가이드편(212)에 안착되어 있는 상태이다. 이후 사용자가 리모콘 조작으로 동력발생부(250)와 연결된 피스톤작동부(270)를 작동시켜 피스톤작동부(270)와 연결된 무게추 가이드편(212)이 전진되면, 머리부(100)가 수면 바닥으로 가라앉게 되면서 무게추(211)와 일체로 형성된 피스톤(214)도 피스톤관(215)에서 전진하게 되는데, 이에 따라 피스톤(214)이 위치한 피스톤관(215)의 내부 압력은 외부 수압보다 낮아져 분사관(216)을 거쳐 피스톤관(215)으로 물이 순간적으로 빠르게 흡입된다. 이 때 물고기로봇은 급격한 제동과 하강이 이루어질 수 있다. 이 과정 후 사용자가 리모콘 조작으로 무게추(211)가 안착된 무게추 가이드편(212)이 후진하게 되면, 물고기로봇의 머리부(100)를 수면으로 향하게 되면서 앞서 설명과 반대로 무게추(211)와 일체로 형성된 피스톤(214)이 피스톤관(215)에서 후진하게 되어 피스톤관(215)으로 흡입된 물을 순간적으로 빠르게 분사관(216) 외부로 배출하게 되어 앞쪽으로의 급격한 가속과 상승이 일어나게 되는 것이다.
<제2실시예>
도7은 본 발명의 제2실시예에 따른 물고기로봇 무리가 대장물고기로봇이 출력하는 적외선을 수신하여 움직이는 형태를 위에서 보아 개략적으로 나타낸 도면이고, 도8은 도7에 도시된 대장물고기로봇이 좌측으로 방향전환 했을 때 물고기로봇 무리가 따라서 방향전환하는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 물고기로봇은 제1실시예와 그 구동방식이 동일하나, 물고기로봇이 무리로 움직일 때 이를 제어하는 방식이 추가된다. 즉, 제2실시예에서는 물고기로봇의 무리를 이끄는 대장물고기로봇과 대장물고기로봇을 따르는 물고기로봇의 무리가 있다. 대장물고기로봇은 몸통부(200')에서 등, 좌측면, 우측면, 배에 서로 다른 파장의 적외선을 출력하는 적외선출력부(210')가 하나씩 총 4개가 구비되어 있고 구동과 동시에 적외선을 출력한다. 예를 들어, 등 쪽에서는 100Hz가 출력되고, 배 쪽에서는 200Hz, 좌측면에서는 300Hz, 우측면에서는 400Hz가 출력될 수 있다. 또한, 물고기로봇의 무리들은 대장물고기로봇의 4개의 적외선출력부(210')가 출력하는 적외선을 수신할 수 있도록 일측에 물고기로봇 무리 각각의 몸통부(300')에 적외선수신부(310')가 구비되어 있다. 각각의 적외선출력부(210')는 직선방향으로 직진하도록 설계된다. 따라서 물고기로봇의 무리는 대장물고기로봇이 방향전환했을 때의 적외선을 감지하여 이에 따라 대장물고기를 따라서 방향전환을 한다.
이를 자세히 설명해도보록 한다. 먼저 동일한 깊이에서 대장물고기로봇과 물고기로봇 무리가 구동된다고 가정한다. 이 때 사용자가 리모콘 조작으로 대장물고기로봇의 방향을 제어하면 물고기로봇 무리들 각각의 적외선수신부(310')에서 대장물고기로봇의 적외선출력부(210')에서 출력되는 일직선의 적외선을 감지한다. 즉, 도8에 도시된 바와 같이, 대장물고기로봇이 좌측으로 방향을 전환하면 적외선출력부(210')에서 일직선으로 나오는 적외선을 물고기로봇 무리들의 적외선수신부(310')에서 감지하여 대장물고기로봇이 좌측으로 방향전환 하는 것을 감지하고 물고기로봇 무리도 좌측으로 방향전환을 하게 된다. 이에 따라, 잠시 무리에서 이탈한 물고기로봇들도 정상적으로 대장물고기로봇을 따를 수 있다. 더불어 상측으로 방향전환하면 등 쪽의 적외선출력부(210')에서 나오는 적외선을 감지하여 상측으로 방향전환을 하면서 대장물고기로봇은 물고기로봇의 무리를 이끌게 된다. 이와 같은 방식으로 우측과 하측도 동일한 방식으로 방향전환을 할 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 무게조절이 가능한 물고기로봇은 물고기로봇의 내부로 물을 흡입하면서 물고기로봇이 뒤로 이동하거나 급격한 제동을 할 수 있고, 또한 흡입한 물을 피스톤이 외부로 밀어내면서 물고기로봇이 전방으로 급가속할 수 있는 추진력을 얻을 수 있다. 본 발명에 따른 물고기로봇은 몸통부 내부에 무게추 및 피스톤이 일체로 형성되어 있다. 피스톤이 위치하고 있는 피스톤관은 머리부 방향으로는 피스톤에 의해 밀폐되어 있고, 꼬리부 방향으로는 피스톤관에 설치된 분사관이 외부로 향하고 있어 개방되어 있다. 이 때 피스톤이 전진함으로써 피스톤관 내부에 낮아진 압력에 의해 피스톤관으로 흡입된 물을 다시 피스톤이 외부로 연결된 분사관으로 미는 것으로서 동시에 물고기로봇은 전진 할 수 있는 추진력을 얻을 수 있다.
또한, 물고기로봇 몸통부 상단 및 하단에 물이 저장될 수 있는 공간을 마련하여 물고기로봇의 무게를 쉽게 조절할 수 있다. 물고기로봇을 사용자가 물속에서 운용할 때는 물고기로봇을 물과 같은 비중으로 맞추는 것이 중요하다. 즉, 물고기로봇의 무게가 너무 무거우면 물고기로봇은 물속에서 가라앉을 것이고, 물고기로봇의 무게가 너무 가벼우면 물고기로봇은 물의 표면으로 부상할 것이다. 따라서 사용자가 원하는 깊이에서 물고기로봇을 운용하기 위해선 물고기로봇의 무게조절이 필요하다. 본 발명에서는 이러한 물고기로봇의 무게조절을 몸통부 상단 및 하단 양측에 물이 저장될 수 있는 공간을 마련하였기 때문에 주사기로 물의 미세한 양을 조절하여 물고기로봇 내부로 주입하거나 빼냄으로써, 간단한 방법으로 물고기로봇의 미세한 무게조절이 가능하다.
또, 물고기로봇이 충전될 때에 별도의 신호를 인가할 수 있도록 하여 충전되지 않을 경우 누설전류가 충전단자로부터 외부로 흐르는 것을 방지한다. 물고기로봇의 전원을 공급하는 충전단자가 외부로 노출되어 있을 시 물고기로봇에 흐르는 전류는 물고기로봇의 외부인 물속으로 흐를 수 있다. 이에 따라, 누설전류가 수족관 내부의 바다생물에게도 영향을 미쳐 바다생물들의 활동을 저해하거나 병들게 할 수도 있다. 하지만 본 발명에 따른 물고기로봇은 내부의 충전회로를 구성할 때 충전거치대에 거치되어 있을 때만 충전회로가 연결되어 전원이 충전되고, 반면에 충전이 되지 않을 때는 내부에서 충전회로의 연결이 끊어져 외부로 노출된 충전단자에 미세한 전류조차 흐르지 않도록 하여 물속의 다른 바다생물들에게 영향을 주지 않도록 한다.
마지막으로, 물고기로봇의 무리 중 대장물고기로봇에서 서로 다른 주파수를 출력하여 물고기로봇 무리를 이끌 수 있다. 즉, 대장물고기로봇 몸통부의 상하좌우에 적외선출력부를 구비하여 이를 통해 적외선이나 초음파를 발사하면 파장이 멀어짐을 감지하여 물고기로봇의 무리가 방향전환 하는 효과를 낼 수 있다.
한편, 본 발명의 제2실시예에서는 대장물고기로봇이 발산하는 적외선에 의해 물고기로봇 무리가 이동되는 것을 설명하였으나, 이는 한 가지 예시일 뿐 초음파나 다른 파로도 물고기로봇 무리의 행동을 제어하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 물고기로봇의 형태를 이루고 있는 샤프트, 베어링 및 부싱 등의 부품들은 알루미늄 도금처리로 제작되어 바닷물이나 염분이 포함된 물에 부품들이 닿아도 부식과 같은 화학반응이 일어나지 않는다.
또, 본 발명에서는 저장부를 따로 마련된 것으로 설명하였지만, 물고기로봇을 구성하고 있는 부품 중에 물이 저장될 수 있는 충분한 공간이 있으면 그 공간을 저장부로 활용할 수도 있다.
또한, 본 발명에서 사용된 동력발생부와 피스톤작동부의 연결은 솔레노이드 또는 랙기어 및 피니언기어의 연결방식이나 스크류기어 등 동력발생부의 회전운동을 피스톤작동부에 연결된 무게추 가이드편이 전진 또는 후진할 수 있는 직선운동이 가능한 구조라면 그 사용이 가능하다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
<제1실시예>
100 : 머리부
200 : 몸통부
210 : 흡입분사부
211 : 무게추
212 : 무게추 가이드편
213 : 가이드레일
214 : 피스톤
215 : 피스톤관
216 : 분사관
220 : 저장부a
221 : 주입구a
222 : 주사기
230 : 저장부b
231 : 주입구b
240 : 제어부
250 : 동력발생부
260 : 충전부
270 : 피스톤작동부
280 : 배지느러미
281 : 등지느러미
282 : 뒷지느러미
300 : 꼬리부
310 : 꼬리구동부
320 : 꼬리지느러미
<제2실시예>
200' : 대장물고기로봇 몸통부
210' : 적외선출력부
300' : 물고기로봇 무리 몸통부
310' : 적외선수신부

Claims (5)

  1. 물속에서 구동되는 물고기로봇에서,
    상기 물고기로봇 몸통부 내부에서 피스톤관으로 물이 흡입되고 분사될 수 있도록 물고기로봇의 무게를 증감해주는 무게추;
    상기 무게추와 일체로 형성되어, 상기 피스톤관 내부에 위치하여 압력차에 의해 물을 내부로 흡입하거나, 흡입된 물을 외부로 분사하는 피스톤;
    상기 무게추가 전진 또는 후진될 수 있게 가이드하는 무게추 가이드편;
    상기 무게추 가이드편이 전진 또는 후진할 수 있도록 가이드하는 가이드레일;
    상기 피스톤관에 연결되어 상기 물고기로봇의 외부로 노출되어 있는 분사관;
    상기 물고기로봇의 몸통부에 물고기로봇이 전원을 공급받으면 움직일 수 있도록 하는 동력발생부;
    상기 동력발생부와 연결되어 상기 동력발생부의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 가이드편이 전진 또는 후진할 수 있는 동력을 전달하는 피스톤작동부;
    상기 물고기로봇의 몸통부에 물고기로봇의 움직임을 제어하는 제어부; 및
    상기 물고기로봇의 꼬리부에 동력발생부에서 생산된 동력을 꼬리에 전달하여 물고기로봇이 움직이도록 하는 꼬리구동부;를 포함하며,
    사용자가 리모콘 조작으로 상기 동력발생부와 연결된 상기 피스톤작동부를 작동시켜 상기 피스톤작동부와 연결된 상기 무게추 가이드편이 전진되면, 상기 무게추가 함께 전진하여 상기 물고기로봇의 머리부가 수면 바닥 쪽으로 가라앉게 되면서 상기 무게추와 일체로 형성된 상기 피스톤이 상기 피스톤관에서 전진하게 됨에 따라 상기 피스톤이 위치한 상기 피스톤관의 내부 압력이 외부 수압보다 낮아져 상기 분사관을 거쳐 상기 피스톤관으로 물이 순간적으로 빠르게 흡입됨으로써 상기 물고기로봇의 급격한 제동과 하강이 이루어지고,
    사용자가 리모콘 조작으로 상기 동력발생부와 연결된 상기 피스톤작동부를 작동시켜 상기 피스톤작동부와 연결된 상기 무게추 가이드편이 후진되면, 상기 무게추가 함께 후진하여 상기 물고기로봇의 상기 머리부가 수면 쪽으로 향하게 되면서 상기 무게추와 일체로 형성된 상기 피스톤이 상기 피스톤관에서 후진하게 됨에 따라 상기 피스톤관으로 흡입된 물이 순간적으로 빠르게 상기 분사관 외부로 배출됨으로써 상기 물고기로봇의 급격한 가속과 상승이 이루어지는 것을 특징으로 하는 무게조절이 가능한 물고기로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 물고기로봇의 몸통부의 상단 및 하단에 물이 저장될 수 있는 공간을 마련하여, 물을 주입하고 빼냄으로서 물고기로봇의 무게를 조절할 수 있는 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무게조절이 가능한 물고기로봇.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 물고기로봇 중 몸통부 좌우에 적외선을 출력하는 적외선출력부가 구비된 대장물고기로봇이 있으면, 이 적외선을 수신하는 적외선수신부가 구비되어 있고 수신된 파장에 따라 움직이는 물고기로봇 무리가 있는 것을 특징으로 하는 무게조절이 가능한 물고기로봇.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 물고기로봇의 형태를 이루고 있는 샤프트 및 부싱 등 부품의 재질은 염수 또는 바닷물에 대하여 반응이 없는 특수코팅 제작된 것을 특징으로 하는 무게조절이 가능한 물고기로봇.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 물고기로봇의 몸통부에는 일측에 충전단자가 충전부가 연결되어 있고, 충전부의 충전회로는 릴레이스위치로 인해 전압이 인가되었을 때만 배터리와 충전회로가 연결되고, 전압이 인가되지 않을 때는 연결이 해제되어 물고기로봇 몸체 외부로 누설전류가 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 무게조절이 가능한 물고기로봇.
KR1020160076835A 2016-06-20 2016-06-20 무게조절이 가능한 물고기로봇 KR102059563B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160076835A KR102059563B1 (ko) 2016-06-20 2016-06-20 무게조절이 가능한 물고기로봇

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160076835A KR102059563B1 (ko) 2016-06-20 2016-06-20 무게조절이 가능한 물고기로봇

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170143140A KR20170143140A (ko) 2017-12-29
KR102059563B1 true KR102059563B1 (ko) 2019-12-27

Family

ID=60939078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160076835A KR102059563B1 (ko) 2016-06-20 2016-06-20 무게조절이 가능한 물고기로봇

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102059563B1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102087716B1 (ko) 2018-11-01 2020-03-11 (주)아이로 로봇물고기
KR102087718B1 (ko) 2018-11-01 2020-03-11 (주)아이로 로봇 물고기
KR102472226B1 (ko) 2019-09-05 2022-11-30 (주)아이로 물고기 로봇
KR20210028896A (ko) 2019-09-05 2021-03-15 (주)아이로 물고기 로봇
KR20210028902A (ko) 2019-09-05 2021-03-15 (주)아이로 물고기 로봇
KR20210028905A (ko) 2019-09-05 2021-03-15 (주)아이로 물고기 로봇
KR102302454B1 (ko) 2019-11-06 2021-09-16 (주)아이로 물고기 로봇
CN112388614B (zh) * 2020-11-06 2022-12-13 西北工业大学 一种仿生海豚柔性抓取执行器及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008044545A (ja) * 2006-08-18 2008-02-28 Mhi Solution Technologies Co Ltd 魚様ロボット
KR101178278B1 (ko) * 2010-04-07 2012-08-29 울산대학교 산학협력단 상하높이 및 자세제어가 가능한 물고기 로봇
KR101576117B1 (ko) * 2011-07-11 2015-12-10 시아핑 루 생체 모방 물고기의 구동 및 제어 방법과 생체 모방 물고기

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008044545A (ja) * 2006-08-18 2008-02-28 Mhi Solution Technologies Co Ltd 魚様ロボット
KR101178278B1 (ko) * 2010-04-07 2012-08-29 울산대학교 산학협력단 상하높이 및 자세제어가 가능한 물고기 로봇
KR101576117B1 (ko) * 2011-07-11 2015-12-10 시아핑 루 생체 모방 물고기의 구동 및 제어 방법과 생체 모방 물고기

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170143140A (ko) 2017-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102059563B1 (ko) 무게조절이 가능한 물고기로봇
ES2303078T3 (es) Bomba de inyeccion modular.
KR101003834B1 (ko) 로봇물고기
CN103394196A (zh) 一种水中玩具及仿生鱼
JP2017200531A (ja) ロボット
KR20120109956A (ko) 수중로봇의 인공부레 시스템 및 구동 방법
WO2016187007A1 (en) Powered bait device and methods of use thereof
US20060016117A1 (en) Downrigger apparatus with sound emitting device
CN106240776B (zh) 一种水底拍照用仿生鱼
EP3138977A3 (en) Pool pump
CN2934066Y (zh) 一种水下滑翔探测器
CN108583797A (zh) 一种智能动力冲浪板
CN110161336A (zh) 检测机器人
CN110844032A (zh) 一种浮心重心可调的球形水上运动装置
CN106050799A (zh) 一种油液压浮力调节系统及方法
JP2005177065A (ja) 誘起起電力で作動する玩具及びそれに用いる非接触型充電用パッドと、非接触型自動充電可能な浮遊玩具を有した水中装置
CN210734464U (zh) 一种基于视觉的多鳍协作驱动机器鱼
CN108897320A (zh) 一种自驱动行走机器人及其控制方法
KR20140120626A (ko) 발바닥 추진력을 이용한 해저 이동용 착용 장비
CN211430698U (zh) 一种电子感应触觉反馈浮漂
CN108128427B (zh) 一种电动助力游泳圈
CN203315746U (zh) 机电自控摆尾机械鱼
CN205832620U (zh) 一种水中玩具的驱动和转向装置
CN109050833A (zh) 一种绳索式水下探测装置结构
KR20200125392A (ko) 구강 세정 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant