KR102137973B1

KR102137973B1 - 카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇 및 이의 제어방법

Info

Publication number: KR102137973B1
Application number: KR1020190168530A
Authority: KR
Inventors: 채덕병
Original assignee: 주식회사 삼쩜일사
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2020-07-28

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇은 로봇하우징; 상기 로봇하우징의 하부에 설치되고 내부에 구비된 이송모터에 의하여 상기 로봇하우징을 이동시키는 이송부; 상기 로봇하우징의 상부에 설치되어, 턴테이블구동부에 의하여 상기 로봇하우징과 결합되는 모형유닛을 회전시킬 수 있도록 구성된 턴테이블; 상기 로봇하우징의 하부에 설치되어, 상기 로봇하우징 하부에 제공되는 카드의 색상을 인식하는 광학판독부; 및 상기 광학판독부의 판독 결과에 기초하여 상기 이송모터 및 턴테이블구동부 중 적어도 하나를 제어하는 로봇제어부;를 포함한다.

Description

카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇 및 이의 제어방법{AN EDUCATION ROBOT WITH CARD READING FUNCTION AND A CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 교육용 로봇 및 이의 제어방법에 관한 것으로써, 구체적으로는 광학판독부를 통하여 제공되는 카드의 색상을 인식하고 이에 기초하여 로봇의 동작을 위한 코딩신호를 생성하는 카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

코딩(coding)은 특정목적을 수행하기 위한 프로그램의 언어인 '코드(code)'를 만드는 과정으로써, 이해력 및 창의력 증진효과를 얻을 수 있어 유아를 비롯한 미취학 아동 시기부터 이를 접하게 하려는 부모의 수요가 점점 증가하고 있다.

이러한 수요를 충족하기 위해, 카드에 표시되는 문양 또는 색상을 인식하여 해당 문양 또는 색상에 따른 명령코드를 수행하는 코딩교육용 로봇이 개시된 바 있다.

그러나 상술한 코딩교육용 로봇의 경우 카드 인식부가 지속적으로 카드를 인식하도록 구성되어 있음으로 불필요한 전력이 소모된다는 문제점이 있으며, 로봇 구동을 위한 카드가 아닌 다른 수단을 인식함으로써 로봇이 오동작을 수행하는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2008-0017081호

본 발명의 일 실시예에 따른 카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇 및 이의 제어방법은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.

사용자의 작동에 기초하여 카드의 색상을 인식함으로써 불필요한 전력 소모를 방지하고 로봇의 오동작을 방지할 수 있는 카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.

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

상기 로봇하우징의 상부에는 광학판독 수행버튼이 구비되고, 사용자가 상기 광학판독 수행버튼을 동작시키는 경우 상기 광학판독부가 상기 카드의 색상 또는 모양의 인식을 수행하는 것이 바람직하다.

상기 로봇제어부는, 상기 광학판독 수행버튼의 작동신호를 수신하는 로봇수신부; 상기 광학판독 수행버튼의 작동신호에 기초하여 상기 광학판독부의 구동신호를 생성하는 광학판독 구동신호 생성부; 색상 및 상기 색상과 매칭되는 코딩신호를 포함하는 매칭정보가 저장되는 로봇메모리부; 상기 광학판독부가 획득한 상기 카드의 색상정보 및 상기 로봇메모리부에 저장된 매칭정보에 기초하여 상기 이송모터 및 턴테이블구동부 중 적어도 하나의 구동신호를 생성하는 로봇가동부;를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇의 제어방법은, 로봇하우징과, 상기 로봇하우징의 하부에 설치되고 내부에 구비된 이송모터에 의하여 상기 로봇하우징을 이동시키는 이송부와, 상기 로봇하우징의 상부에 설치되어 턴테이블구동부에 의하여 상기 로봇하우징과 결합되는 모형유닛을 회전시킬 수 있도록 구성된 턴테이블과, 상기 로봇하우징의 하부에 설치되어 상기 로봇하우징 하부에 제공되는 카드의 색상을 인식하는 광학판독부 및 상기 광학판독부의 판독 결과에 기초하여 상기 이송모터 및 턴테이블구동부 중 적어도 하나를 제어하는 로봇제어부를 포함하는 카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇의 제어방법에 관한 것으로, 로봇제어부가 상기 로봇하우징에 설치된 광학판독 수행버튼의 작동신호를 수신하는 단계; 로봇제어부가 상기 광학판독 수행버튼의 작동신호에 기초하여 광학판독부의 구동신호를 생성하는 단계; 광학판독부가 상기 로봇하우징 하부에 제공되는 카드의 색상을 인식하는 단계; 로봇제어부가 상기 광학판독부가 획득한 카드의 색상정보 및 로봇제어부의 로봇메모리부에 저장된 매칭정보에 기초하여 상기 이송모터 및 턴테이블구동부 중 적어도 하나의 구동신호를 생성하는 단계; 및 상기 이송모터 및 턴테이블 구동부 중 적어도 하나가 상기 구동신호에 기초하여 구동하는 단계;를 포함한다.

상기 매칭정보는 색상 및 상기 색상과 매칭되는 코딩신호를 포함하고, 상기 이송모터 및 턴테이블 구동부 중 적어도 하나의 구동신호를 생성하는 단계는, 로봇제어부가 상기 광학판독부가 획득한 카드의 색상과 상기 매칭정보에 포함된 색상을 비교하는 단계; 로봇제어부가 상기 광학판독부가 획득한 카드의 색상과 코딩신호를 선정하는 단계; 및 로봇제어부가 상기 코딩신호에 기초하여 상기 이송모터 및 턴테이블구동부 중 적어도 하나의 구동신호를 생성하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇 및 이의 제어방법은 로봇하우징 상부에 구비된 광학판독 수행버튼의 구동에 기초하여 광학판독부가 로봇하우징 하부에 제공되는 카드의 색상을 인식하도록 구성됨으로써 불필요한 전력소모를 방지하고 로봇의 오동작을 최소화할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇의 구성을 간략히 도시한 블록도이다.
도 2(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇의 사시도이다.
도 2(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇의 저면도이다.
도 3 및 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇의 분해사시도이다.
도 5는 도 2(a)에 도시된 교육용 로봇에서 상부덮개가 제거된 상태를 도시한 평면도이다.
도 6은 도 2(a)에 도시된 교육용 로봇의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇에 적용될 수 있는 모형유닛의 분해사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 모형유닛과 교육용 로봇의 결합관계를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 모형유닛의 머리가 회전하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 2a에 도시된 교육용 로봇에 필기구가 장착된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 1에 도시된 필기구를 고정하는 지지부의 일 예를 나타내는 도이다.
도 12(a) 및 도 12(b)는 도 1에 도시된 필기구를 고정하는 지지부의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇의 제어방법을 시계열적으로 특정한 플로우차트이다.
도 14는 도 13의 이송모터 또는 턴테이블 구동신호 생성 단계를 좀 더 구체적으로 세분화하여 특정한 플로우차트이다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 도 1 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇에 대하여 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇(100, 이하, "로봇"이라 함)은 필기구(10)가 장착 또는 분리되는 로봇하우징(110), 상기 로봇하우징(110)에 설치되어 상기 로봇하우징(110)을 이동시키는 이송부(120), 외부로부터 수신되는 작동신호 또는 작동신호가 변환되는 코딩신호에 기초하여 상기 이송부(120)를 작동시키는 로봇제어부(130)를 포함하고, 상기 로봇하우징(110)은 필기구(10)의 단부가 바닥에 닿도록 필기구(10)가 삽입되는 통공(111b, 도 6 도시)이 형성된다.

즉, 사용자가 입력하는 작동신호에 의해 상기 로봇(100)이 실시간으로 이동되거나, 또는 사용자가 계획한 동선을 따라 작동신호를 순차적으로 입력하여 코딩신호로 변환하고, 변환된 코딩신호에 기초하여 상기 로봇(100)이 이동됨으로서 사용자의 코딩학습능력을 향상시킬 수 있고, 상기 로봇(100)의 이동에 대한 자유도를 확보할 수 있어 사용자의 흥미를 유발시켜줄 수 있다.

또한, 필기구(10)가 상기 로봇(100)에 장착되어 상기 로봇(100)의 동선을 따라 선을 비롯한 일정 형상을 표시할 수 있어 코딩 외 학습효과를 얻을 수 있고 흥미를 배가시킬 수 있다.

상기 로봇하우징(110)은 상부가 개방되고 내부에 상기 이송부(120)가 수용되며, 저면에 상기 통공(111b)이 형성되는 기둥(111a)이 입설되는 본체(111), 상기 본체(111)의 상부에 설치되어 상기 본체(111)의 상부를 개폐하는 상부덮개(112), 상기 본체(111)의 하부에 설치되는 하부덮개(113)를 포함한다.

상기 기둥(111a)은 상기 본체(111)의 중심에 배치되며 상기 본체(111)의 저면에 수직방향으로 입설됨으로써 필기구(10)가 상기 통공(111b)에 삽입되어 필기구(10)의 심부분이 바닥에 밀착될 수 있고, 상기 로봇(100)의 이동에 따라 바닥, 또는 바닥에 배치되는 보드, 종이와 같은 판상부재에 일정 형상이 표시될 수 있다.

이하, 용이한 설명을 위하여 표시되는 영역은 바닥으로 일괄적으로 기재하되, 보드, 종이와 같은 판상부재의 의미를 내포하는 것으로 한다.

상기 이송부(120)는 상기 본체(111)의 하부에 설치되는 이송바퀴(121), 상기 이송바퀴(121)에 설치되는 이송모터(122)를 포함하며, 도면에 도시된 바와 같이, 이송바퀴(121)는 한 쌍으로 이루어져 상기 기둥(111a)을 기준하여 상기 본체(111)의 양측에 설치될 수 있으나, 이에 한정하지 않고 복수 개로 이루어져 상기 본체(111)의 원주방향을 따라 상호 일정간격 이격되어 상기 본체(111)에 설치될 수 있다.

상기 이송모터(122)는 스텝모터를 비롯한 공지의 전동모터가 사용될 수 있으며, 상기 이송바퀴(121)에 각각 설치되어 상기 이송바퀴(121) 별로 작동됨으로써 상기 로봇(100)의 전후진 또는 방향전환이 이루어질 수 있다.

상기 본체(111)와 하부덮개(113)는 상기 이송바퀴(121)가 배치되는 바퀴배치공(114)이 형성되며, 상기 바퀴배치공(114)을 통해 상기 이송바퀴(121)가 상기 본체(111)와 하부덮개(113)의 외측으로 노출되어 바닥에 접할 수 있다.

상기 본체(111)의 외주면에는 조명배치공(115)이 형성되며, 다양한 색상으로 발광할 수 있는 조명부(140)가 상기 조명배치공(115)에 설치될 수 있다.

상기 로봇(100)은 상기 로봇제어부(130)를 비롯한 상기 로봇(100)의 구동과 제어를 위한 전자소자들이 실장되는 로봇보드(116)가 설치되며, 상기 본체(111)의 내부에는 상기 로봇보드(116)가 배치되는 보드거치부(117a)가 형성된다.

상기 로봇보드(116)에는 상기 로봇(100)에 전원을 인가하기 위한 배터리(119)가 실장되며, 상기 본체(111)의 외주면에는 상기 배터리(119)를 충전하기 위한 충전단자(118)가 설치된다.

상기 충전단자(118)로는 공지의 USB 단자, C Type 단자 또는 마이크로 5핀 단자 등이 적용될 수 있으며, 상기 충전단자(118)를 통해 상기 로봇(100)의 구동과 제어를 위한 소프트웨어 및 업그레이드 소스의 입력이 이루어질 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇에 적용 가능한 모형유닛의 분해사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 모형유닛과 교육용 로봇의 결합관계를 나타내는 도면이며, 도 9는 도 8에 도시된 모형유닛의 머리가 회전하는 상태를 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 9를 참조하면, 상기 로봇(100)은 모형유닛(20), 턴테이블(150), 턴테이블구동부(160)를 더 포함하며, 상기 모형유닛(20)은 상기 로봇하우징(110)에 결합되고, 적어도 어느 한 부분에 제1자성체(171)가 설치된다.

상기 모형유닛(20)은 종이의 절취, 절첩, 접착 중 적어도 어느 하나를 수행하여 일정 형태의 입체 형상으로 구현될 수 있으며, 상기 로봇하우징(110)에 결합되어 상기 로봇(100)과 함께 이동함으로써 생동감을 부여할 수 잇다.

도면에 도시된 바와 같이, 탱크형태의 상기 모형유닛(20)을 일 예로 들면, 상기 모형유닛(20)은 상기 로봇하우징(110)의 외주면을 감싸는 몸체부(21), 상기 몸체부(21)의 양측면에 부착되는 바퀴부(22), 상기 몸체부(21)의 상면에 부착되는 머리부(23)로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 모형유닛(20)은 전술된 절취, 절첩, 접착 방식으로 이루어진 입체형상에 제한하지 않고 일체로 형성되어 상기 로봇하우징(110)에 결합될 수 있는 입체형상도 가능하며, 종이 외에 플라스틱, 목재, 철재, 점토 등과 같은 공지의 소재가 사용될 수도 있다.

상기 턴테이블(150)은 상기 모형유닛(20)의 일정 부분을 회전시켜 생동감을 배가시키기 위한 구성으로, 상기 로봇하우징(110)의 상부에 설치되어 상기 통공(111b)에 대응하는 연통공(151)이 형성되고, 상기 제1자성체(171)에 탈부착되는 제2자성체(172)가 설치된다.

상기 제2자성체(172)는 고리형태로 이루어져 상기 연통공(151)의 둘레를 따라 상기 턴테이블(150)의 상면 또는 내부에 설치될 수 있다.

상기 제1,2자성체(171,172)는 상호 인력이 발생하는 자석으로 이루어지거나, 상기 제1자성체(171) 또는 제2자성체(172)가 철편으로 대체될 수도 있으며, 상기 제1자성체(171)가 상기 머리부(23)에 설치되어 상기 제2자성체(172)에 부착된다.

즉, 상기 제1,2자성체(171,172)를 매개로 상기 머리부(23)가 상기 몸체부(21)에 부착되거나 탈착될 수 있으며, 나아가 상기 턴테이블(150)의 회전에 의해 상기 머리부(23)가 회전될 수 있다.

상기 상부덮개(112)는 턴테이블배치공(112a)이 형성되며, 상기 턴테이블(150)이 상기 턴테이블배치공(112a)에 거치됨으로써 상기 턴테이블(150)이 상기 로봇하우징(110)의 외측으로 노출될 수 있다.

상기 상부덮개(112)와 턴테이블(150) 사이는 턴테이블브라켓(152)이 개재되어 상기 턴테이블(150)을 안정적으로 지지해줄 수 있으며, 상기 연통공(151)과 기둥(111a)의 상측 단부 간에 부싱(153)이 개제되어 상기 턴테이블(150)의 회전에 의해 상기 기둥(111a)이 마모되는 것을 방지해줄 수 있다.

상기 턴테이블구동부(160)는 상기 로봇하우징(110)의 내부에 설치되어 상기 턴테이블(150)을 회전시키기 위한 구성으로, 상기 턴테이블(150)의 외주면에 형성되는 톱니(154)에 치합되는 턴테이블회전기어(161), 상기 턴테이블회전기어(161)에 설치되어 상기 턴테이블회전기어(161)를 회전시키는 턴테이블회전모터(162)를 포함한다.

상기 본체(111)의 내부에는 상기 턴테이블회전모터(162)가 배치되는 모터거치부(117b)가 형성되며, 상기 턴테이블회전모터(162)는 서보모터가 사용되어 상기 턴테이블(150)을 90도, 180도로 회전시킬 수 있으나, 이에 한정하지 않고 스텝모터를 사용하여 상기 턴테이블(150)의 회전각도 제한을 배제할 수도 있다.

상기 로봇(100)은 바닥에 표현되는 표시 또는 상기 로봇하우징(110)의 인근에 배치되는 장애물을 감지하는 센서부(180)를 더 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 센서부(180)는 상기 광학판독부(181), 근접센서(182)를 포함하며, 상기 근접센서(182)는 적외선, 광전, 초음파 방식과 같은 공지의 센서가 사용될 수 있으며, 상기 근접센서(182)는 상기 로봇보드(116)에 실장되고, 상기 로봇(100)의 이동 시, 상기 로봇하우징(110)의 인근에 배치되는 장애물을 감지한다.

상기 광학판독부(181)는 상기 본체(111)의 하부에 설치되어 로봇하우징(110) 하부에 제공되는 카드의 형태, 모양 또는 색상과 같은 표시를 인식할 수 있고, 인식된 표시에 기초하여 로봇을 제어할 수 있다.

한편, 상기 광학판독부(181)는 로봇하우징(110) 상부에 구비된 광학판독 수행버튼(170)의 동작에 기초하여 로봇하우징(110) 하부에 제공되는 카드의 색상 등의 표시를 인식하며, 구체적으로 사용자가 광학판독 수행버튼(170)을 동작시키는 경우 광학판독부(181)가 카드의 색상 또는 모양의 인식을 수행하게 된다.

한편, 로봇제어부(130)는 로봇수신부, 광학판독 구동신호 생성부, 로봇메모리부, 로봇가동부를 포함하도록 구성될 수 있다.

로봇수신부는 상술한 광학판독 수행버튼(170)의 작동신호를 수신하는 기능을 수행하고, 광학판독 구동신호 생성부는 로봇수신부에서 수신한 광학판독 수행버튼의 작동신호에 기초하여 광학판독부(181)의 구동신호를 생성하는 기능을 수행한다.

로봇메모리부(133)는 매칭정보를 저장하는 기능을 수행하는 구성으로, 매칭정보란 색상과 해당 색상과 매칭되는 코딩신호를 포함하며, 즉 로봇메모리부(133)에는 색상 - 코딩신호의 관계가 정의된 테이블이 저장된다.

예를 들어 연두색은 로봇(100)이 뒤로 돌기 위한 코딩신호와 매칭되고, 핑크색은 로봇(100)이 왼쪽으로 이동하기 위한 코딩신호와 매칭되도록 구성될 수 있다.

한편, 상술한 카드는 일측은 색상만이 구성되며 타측에는 해당 색상에 대응되는 로봇의 동작이 표시될 수 있으며, 구체적으로 카드 일측은 전체는 연두색이 표시되고, 카드 타측에는 방향표시와 함께 "뒤로 돌기"의 문자가 기재될 수 있다.

로봇가동부(132)는 광학판독부(181)가 획득한 카드의 색상정보 및 로봇메모리부에 저장된 매칭정보에 기초하여 이송모터(122) 및 턴테이블구동부(160) 중 적어도 하나의 구동신호를 생성하는 기능을 수행한다.

아울러 로봇제어부(130)는 경고부(134), 스피커(135), 로봇발신부(136)를 더 포함하고, 상기 경고부(134)는 상기 근접센서(182)가 상기 로봇하우징(110) 인근에 배치되는 장애물을 감지하여 상기 로봇(100)의 이동에 방해될 경우, 경고신호를 생성하여 상기 스피커(135)를 통해 경고음을 생성하거나, 상기 조명부(140)를 통해 일정 색상을 점등하여 사용자에게 인지시켜줄 수 있다.

나아가, 상기 로봇발신부(136)가 별도로 구비된 원격조종장치에 경고신호를 전송하여 원격조종장치에 설치되는 진동모터를 구동함으로써 사용자에게 흥미를 배가시켜줄 수 있다.

도 10은 도 2a에 도시된 교육용 로봇에 필기구가 장착된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 11은 도 1에 도시된 필기구를 고정하는 지지부의 일 예를 나타내는 도이며, 도 12는 도 1에 도시된 필기구를 고정하는 지지부의 다른 예를 나타내는 도이다.

전술된 바와 같이, 상기 로봇(100)은 필기구(10)가 상기 통공(111b)에 삽입되고, 이동에 따라 일정 형상이 표시될 수 있다.

하지만, 상기 로봇(100)의 이동에 의해 필기구(10)가 요동할 수 있어 일정한 굵기와 형태의 선이 표시되기 어려움으로써, 이를 방지하기 위해, 상기 로봇(100)은 상기 통공(111b) 상에 필기구(10)를 고정하기 위한 지지부(190,190')를 더 포함한다.

일 예로, 상기 지지부(190)는 탄성체(191)가 사용될 수 있으며, 상기 탄성체(191)는 고리형태로서 고무를 비롯해 탄성력을 띤 공지의 소재가 사용될 수 있으며, 상기 기둥(111a)의 높이방향을 따라 적어도 하나 이상이 상기 기둥(111a)의 내주면에 상호 일정간격 이격되어 설치될 수 있다.

즉, 필기구(10)가 상기 통공(111b)에 삽입되어 상기 탄성체(191)에 끼워지고 상기 탄성체(191)가 압축변형되어 필기구(10)가 탄성체(191)에 견고히 밀착됨으로써 필기구(10)가 안정적으로 상기 통공(111b) 상에 배치될 수 있다.

여기서, 상기 탄성체(191)는 고리형태가 아닌 반구 형태로 형성되고, 복수 개로 이루어져 상기 기둥(111a)의 원주방향을 따라 상호 일정 간격 이격되어 상기 기둥(111a)의 내주면에 설치될 수도 있다.

전술된 상기 지지부(190)의 일 예에서 필기구(10)가 연필인 경우, 선이 그어짐에 따라 심이 마모되어 선이 끊기게 된다.

이를 방지하기 위해, 상기 지지부(190')는 일측면에 상기 탄성체(191)가 설치되는 슬라이드바(192), 상기 슬라이드바(192)의 타측면에 형성되는 톱니(193)에 치합되는 탄성체이동기어(194), 상기 탄성체이동기어(194)에 설치되어 상기 탄성체이동기어(194)를 회전시키는 탄성체이동모터를 포함한다.

상기 슬라이드바(192)는 상기 기둥(111a)의 높이방향을 따라 상기 기둥(111a)에 형성되는 삽입홈(196)에 설치되며, 상기 탄성체이동기어(194)의 회전에 의해 상기 슬라이드바(192)가 상하 선형이동하게 된다.

사용자는 원격조정장치를 통해 상기 슬라이드바(192)의 상하이동 지시를 입력할 수 있고, 상기 로봇가동부(132)가 해당 작동신호에 따라 상기 슬라이드바(192)를 이동시켜 심의 마모에 의한 선의 끊김이 방지될 수 있고, 선의 연장과 끊김이 조절되어 보다 다양한 형상이 표시될 수 있다.

이하 도 13 및 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇의 제어방법에 대하여 설명하도록 하되, 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇의 설명과 중복되는 내용은 그 자세한 설명을 생략하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇의 제어방법은 도 13에 도시된 바와 같이 먼저 로봇제어부(130)가 로봇하우징(110)에 설치된 광학판독 수행버튼(170)의 작동신호를 수신하는 단계(S100)가 수행된다.

이후, 로봇제어부(130)가 광학판독 수행버튼(170)의 작동신호에 기초하여 광학판독부(181)의 구동신호를 생성하는 단계(S200) 및 광학판독부(181)가 로봇하우징(110)의 하부에 제공되는 카드의 색상을 인식하는 단계(S300)가 순차적으로 진행된다.

이후 로봇제어부(130)가 광학판독부(181)가 획득한 카드의 색상정보 및 로봇제어부(130)의 로봇메모리부에 저장된 매칭정보에 기초하여 이송모터(122) 및 턴테이블구동부(160) 중 적어도 하나의 구동신호를 생성하는 단계(S400)가 수행된다.

특히, 이송모터(122) 및 턴테이블구동부(160) 중 적어도 하나의 구동신호를 생성하는 단계(S400)는 도 14에 도시된 바와 같이 3개의 단계로 세분화될 수 있다.

먼저 로봇제어부(130)가 광학판독부(181)가 획득한 카드의 색상과 로봇메모리부에 저장된 매칭정보에 포함된 색상을 비교하는 단계(S410)가 수행되는데, 즉 광학판독부(181)와 획득한 카드의 색상이 로봇메모리부에 저장된 색상과 동일한 색상이 있는지 여부의 확인을 수행한다.

이후 로봇제어부(130)가 광학판독부(181)가 획득한 카드의 색상과 코딩신호를 선정하는 단계(S420)가 수행되는데, 구체적으로 로봇메모리부에 저장된 색상들 중 광학판독부(181)가 획득한 색상과 동일한 색상을 특정한 후, 특정된 색상과 대응되는 코딩신호를 선정하는 과정이 수행된다.

이후 로봇제어부가 선정된 코딩신호에 기초하여 이송모터 및 턴테이블구동부 중 적어도 하나의 구동신호를 생성하는 단계(S430)가 수행된다.

이후 이송모터(122) 및 턴테이블구동부(160) 중 적어도 하나가 구동신호에 기초하여 구동하는 단계(S500)가 수행되며, 이를 통하여 로봇(100)의 이동 및 회전 등이 수행되게 된다.

상기와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100 : 교육용 로봇 110 : 로봇하우징
120 : 이송부 130 : 로봇제어부
140 : 조명부 150 : 턴테이블
160 : 턴테이블구동부 180 : 센서부
190, 190' : 지지부

Claims

상부가 개방되고 광학판독 수행버튼이 구비되며, 필기구의 단부가 바닥에 닿도록 상기 필기구가 삽입되는 통공이 형성되는 기둥이 저면에 입설되는 본체와, 상기 본체의 상부를 개폐하는 덮개로 이루어진 로봇하우징;
상기 로봇하우징의 하부에 설치되고 내부에 구비된 이송모터에 의하여 상기 로봇하우징을 이동시키는 이송부;
상기 덮개에 형성되는 턴테이블배치공에 거치되고, 상기 통공에 대응하는 연통공이 형성되며, 턴테이블구동부에 의하여 상기 로봇하우징과 결합되는 모형유닛을 회전시킬 수 있도록 구성된 턴테이블;
상기 로봇하우징의 하부에 설치되어, 사용자가 상기 광학판독 수행버튼을 동작시키는 경우 상기 로봇하우징의 하부에 제공되는 카드의 색상을 인식하여 색상정보를 획득하는 광학판독부;
상기 통공 상에 상기 필기구를 고정하기 위한 지지부; 및
상기 광학판독부의 판독 결과에 기초하여 상기 이송모터 및 턴테이블구동부 중 하나를 제어하거나, 외부로부터 수신되는 작동신호에 기초하여 상기 지지부를 작동시키는 로봇제어부;
를 포함하고,
상기 지지부는,
상기 기둥의 높이방향을 따라 상기 기둥에 형성되는 삽입홈에 설치되고, 상기 필기구에 밀착되어 압축변형되는 탄성체가 일측면에 설치되는 슬라이드바;
상기 슬라이드바의 타측면에 상기 기둥의 높이방향을 따라 형성되는 복수 개의 톱니에 치합되는 탄성체이동기어; 및
상기 탄성체이동기어에 설치되어 상기 탄성체이동기어를 회전시켜 상기 슬라이드바를 상기 기둥의 높이방향을 따라 선형이동시키는 탄성체이동모터;
를 포함하고,
상기 로봇제어부는,
상기 광학판독 수행버튼의 작동신호를 수신하는 로봇수신부;
상기 광학판독 수행버튼의 작동신호에 기초하여 상기 광학판독부의 구동신호를 생성하는 광학판독 구동신호 생성부;
상기 색상 및 상기 색상과 매칭되는 코딩신호를 포함하는 매칭정보가 저장되는 로봇메모리부; 및
상기 광학판독부가 획득한 상기 카드의 색상정보 및 상기 로봇메모리부에 저장된 매칭정보에 기초하여 상기 이송모터 및 턴테이블구동부 중 하나의 구동신호를 생성하거나, 외부로부터 수신되는 작동신호에 기초하여 상기 탄성체이동모터를 작동시키는 로봇가동부;
를 포함하고,
상기 로봇가동부는,
획득한 상기 카드의 색상과 상기 매칭정보에 포함된 색상을 비교하여 동일한 색상이 있는지 여부를 확인하고,
상기 매칭정보에 포함된 색상 중 획득한 카드의 색상과 동일한 색상을 특정하고, 특정된 색상과 대응되는 상기 코딩신호를 선정하고,
선정된 상기 코딩신호에 기초하여 상기 이송모터 및 턴테이블구동부 중 하나의 구동신호를 생성하는 카드 판독 기능을 구비한 교육용 로봇.
삭제
삭제
삭제
삭제