KR102251459B1 - Intelligent robot - Google Patents

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KR102251459B1
KR102251459B1 KR1020180162027A KR20180162027A KR102251459B1 KR 102251459 B1 KR102251459 B1 KR 102251459B1 KR 1020180162027 A KR1020180162027 A KR 1020180162027A KR 20180162027 A KR20180162027 A KR 20180162027A KR 102251459 B1 KR102251459 B1 KR 102251459B1
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intelligent robot
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박상호
김익수
장천수
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충남대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 지능형 로봇에 관한 것으로서, 아두이노를 장착하여 사용자가 원하는 방식으로 코딩을 수행하는 것이 가능하고, 초등학교, 중학교 및 고등학교의 각 학급에 맞는 소프트웨어 코딩 교육을 수행할 수 있는 지능형 로봇에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇은 아두이노 제어보드가 장착되어 지능형 로봇을 구동하는 제어 시스템과 제어 시스템이 구비되는 케이스로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 케이스는 케이스 본체, 상단 케이스, 포트 프레임, 전면부 거치판, 아두이노 거치대, 상단 보호판 및 센서 거치대를 포함할 수 있다. 상기 상단 케이스는 케이스 본체의 상단을 커버한다. 또한, 상기 포트 프레임은 컴퓨터 및 외부의 전자 기기와 원활한 연결이 가능하도록 하는 USB 포트를 장착할 수 있게 구성될 수 있다. 상기 전면부 거치판은 센서부, 모터드라이브 및 디스플레이부를 장착할 수 있도록 구성된다. 상기 아두이노 거치대는 상기 케이스 본체의 상단에 조립식의 끼움 방식으로 탈부착이 가능하고, 아두이노 제어보드를 장착할 수 있도록 구성된다. 상기 상단 보호판은 상기 상단 케이스의 중심부에 탈부착이 가능하고, 소켓부가 장착될 수 있는 소켓홀과 디스플레이부를 장착할 수 있는 디스플레이홀이 구비된다. 또한, 상기 센서 거치대는 상기 케이스 본체의 전면부에 탈부착이 가능하고, 센서부를 장착할 수 있도록 구성된다.The present invention relates to an intelligent robot, and it relates to an intelligent robot capable of performing coding in a manner desired by a user by mounting an Arduino, and capable of performing software coding education suitable for each class of elementary school, junior high school, and high school. . An intelligent robot according to an embodiment of the present invention may include a case in which an Arduino control board is mounted to drive the intelligent robot and a control system and a control system are provided. In addition, the case may include a case body, an upper case, a port frame, a front mounting plate, an Arduino cradle, an upper protective plate, and a sensor cradle. The upper case covers the upper end of the case body. In addition, the port frame may be configured to be equipped with a USB port that enables seamless connection with a computer and an external electronic device. The front mounting plate is configured to mount a sensor unit, a motor drive, and a display unit. The Arduino cradle is detachable through an assembly-type fitting method on the upper end of the case body, and is configured to mount an Arduino control board. The upper protective plate may be detachably attached to the center of the upper case, and includes a socket hole for mounting a socket portion and a display hole for mounting a display portion. In addition, the sensor cradle is configured to be detachable and attachable to the front portion of the case body and to mount a sensor unit.

Description

지능형 로봇{Intelligent robot}Intelligent robot

본 발명은 지능형 로봇에 관한 것으로서, 아두이노를 장착하여 사용자가 원하는 방식으로 코딩을 수행하는 것이 가능하고, 초등학교, 중학교 및 고등학교의 각 학급에 맞는 소프트웨어 코딩 교육을 수행할 수 있는 지능형 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to an intelligent robot, and it relates to an intelligent robot capable of performing coding in a manner desired by a user by mounting an Arduino, and capable of performing software coding education suitable for each class of elementary school, junior high school, and high school. .

현재 국내 교육과정은 2015년 개정 교육과정을 바탕으로 초등학교는 2019년, 중학교는 2018년부터 정규교과목으로 소프트웨어 교육을 시행하고 있다. 초등학생의 경우 실과 교과에 소프트웨어 기초소양이 포함되고, 중학교는 정보 교과가 필수로 편성이 되어 소프트웨어 교육을 보강하고 있는 추세이다. 고등학교의 경우 심화선택과목이었던 정보 과목이 일반선택과목으로 전환되는 등의 소프트웨어 교육을 활성화 시키려는 모습이 엿보이고 있다.Currently, the domestic curriculum is based on the revised curriculum in 2015, and software education has been implemented as a regular subject for elementary schools in 2019 and for middle schools in 2018. In the case of elementary school students, software education is being reinforced with the basic knowledge of software included in the practical subject, and the information subject in the middle school is organized as mandatory. In the case of high school, information subjects, which were intensified elective subjects, are being converted to general elective subjects, and the appearance of revitalizing software education is seen.

현재 정부는 2018년까지 전체 초등학교 교사의 30%인 60,000명을 대상으로 소프트웨어 직무 교육을 실시하고, 이 가운데 6,000명은 심화연수를 통해 전문 인력으로 육성하고 있는 상황이다. 하지만 로봇을 이용한 SW 교육을 위한 일체형 플랫폼이 부재한 상황이며, 교육용 로봇을 통한 창의적 인재 양성이 필요한 시점이다. 더 나아가 로봇 소프트웨어 개발자의 양성, 로봇 교육시장의 활성화를 위하여 코딩 교육용 지능형 로봇의 개발이 필요하다. Currently, the government is providing software job training to 60,000 people, 30% of all elementary school teachers, by 2018, of which 6,000 are nurturing professional manpower through in-depth training. However, there is no integrated platform for SW education using robots, and it is time to cultivate creative talents through educational robots. Furthermore, it is necessary to develop intelligent robots for coding education in order to cultivate robot software developers and activate the robot education market.

종래의 모바일 지능형 로봇 CRX10은 로봇 교육의 많은 분야에서 홍보를 진행하였으나, 전문계 고등학교 및 대학 연구기관을 주요 고객 및 거래처로 설정하여 개발이 진행되어 단가가 일반 교육용 로봇에 비해 높으며, 지원하는 코딩 소프트웨어도 초등학교, 중학교에 적용하기 어려운 C언어 AVR프로그래밍으로 설정이 되어있다. 현재 아두이노 기반의 소프트웨어 코딩교육이 활발하게 진행되고 있는 추세이며, CRX10의 경우 아두이노 기반이 아닌 점에서 교육의 한계점이 있다.The conventional mobile intelligent robot CRX10 has been promoted in many fields of robot education, but development has been proceeded by setting specialized high school and university research institutes as major customers and customers, so the unit price is higher than that of general educational robots, and the coding software supported is also It is set to C language AVR programming, which is difficult to apply to elementary and junior high schools. Currently, software coding education based on Arduino is being actively conducted, and the CRX10 has limitations in education in that it is not based on Arduino.

한편, 아두이노(ARDUINO)는 AVR 기반의 마이크로컨트롤러로 구성된 보드와 관련 개발 도구 및 환경이다. 아두이노는 통합개발환경(IDE)을 제공하여 마이크로컨트롤러를 쉽게 동작시킬 수 있다. 종래의 AVR 프로그래밍은 코딩부터 업로드까지 번거로운 과정을 거쳐야 하지만, 아두이노는 USB를 통해 컴파일된 펌웨어를 쉽게 업로드 할 수 있다. 또한, 다른 모듈에 비해 비교적 저렴하고 다양한 OS에서 작동하며, 보드 회로도가 공개되어 있어 수정 및 추가를 용이하게 할 수 있다.Meanwhile, ARDUINO is a board composed of AVR-based microcontrollers and related development tools and environments. Arduino provides an integrated development environment (IDE) so you can easily operate the microcontroller. Conventional AVR programming has to go through a cumbersome process from coding to uploading, but Arduino can easily upload the compiled firmware through USB. In addition, it is relatively inexpensive compared to other modules and operates in a variety of OSs, and board circuit diagrams are open to facilitate modification and addition.

아두이노 보드는 아트멜(Atmel)의 AVR 마이크로컨트롤러와 용이하게 회로를 연결해주는 부속품으로 구성되어 있다. 현재 다양한 MCU를 장착한 보드가 출시되었으며, 대표적으로 아두이노 우노, 아두이노 메가, 아두이노 나노 등이 있다. 크기와 성능에 따라 적절한 보드를 사용하여 다양한 작업을 수행할 수 있다. 또한, 쉴드라는 보드를 추가로 장착할 수 있다. 쉴드는 특정 기능을 갖는 보드로써 복잡한 회로를 만들지 않아도 쉽게 아두이노와 연결하여 추가적인 모듈을 쉽게 제어할 수 있다.The Arduino board consists of Atmel's AVR microcontroller and accessories that easily connect the circuit. Currently, boards equipped with various MCUs have been released, and representatively, Arduino Uno, Arduino Mega, and Arduino Nano. Depending on the size and performance, the appropriate board can be used to perform a variety of tasks. In addition, an additional board called a shield can be installed. The shield is a board with a specific function, so you can easily control additional modules by connecting it to Arduino without making complicated circuits.

아두이노의 통합 개발 환경은 편집기, 컴파일러, 업로드 등으로 구성되며, 다양한 예제와 기본적인 라이브러리와 외부의 공개 라이브러리를 관리한다. 공개된 라이브러리는 복잡한 프로그래밍과 기초지식이 없어도 모듈을 쉽게 사용하도록 도움을 준다. 아두이노의 기본전인 내부 모듈은 기본적인 AVR과 같다. 또한, 아두이노는 디지털 입출력, 하드웨어 시리얼 통신, SPI통신 , I2C통신, 타이머기능(PWM), 아날로그 입력기능을 가지고 있다.Arduino's integrated development environment consists of an editor, compiler, and upload, and manages various examples, basic libraries, and external public libraries. The open library helps you to use the module easily without complicated programming and basic knowledge. The internal module, which is the basic battle of Arduino, is the same as the basic AVR. In addition, Arduino has digital input/output, hardware serial communication, SPI communication, I2C communication, timer function (PWM), and analog input functions.

대한민국 등록특허 제10-1183452호(2012년 09월 17일 공고)Korean Patent Registration No. 10-1183452 (announced on September 17, 2012)

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 단점을 해결한 것으로서, 초등학교, 중학교 및 고등학교의 각 학급에 맞게 아두이노 및 스크래치 교육을 수행하는 것이 가능하고, 초등학교, 중학교 및 고등학교의 소프트웨어 코딩교육에 적용할 수 있도록 각 학급에 맞는 수준의 교육용 로봇을 개발하고자 하는데 그 목적이 있다. 또한, 종래 제품의 금형을 활용하여 제품의 개발 단가를 절감하고자 하는데 그 목적이 있다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to solve the conventional shortcomings, and it is possible to perform Arduino and scratch education for each class of elementary school, junior high school and high school, and to software coding education of elementary school, junior high school and high school. The purpose is to develop educational robots at the level appropriate for each class so that they can be applied. In addition, the purpose is to reduce the cost of product development by utilizing the mold of the conventional product.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇은 아두이노 제어보드가 장착되어 지능형 로봇을 구동하는 제어 시스템과 제어 시스템이 구비되는 케이스로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제어 시스템은 아두이노 제어보드, 프로세서부, 모터 구동부, 센서부, 전원부, 통신부, 디스플레이부, 코딩 입력부 및 소켓부를 포함할 수 있다.The intelligent robot according to an embodiment of the present invention for achieving such a technical problem may include a case in which an Arduino control board is mounted to drive the intelligent robot and a control system and a control system are provided. In addition, the control system may include an Arduino control board, a processor unit, a motor driving unit, a sensor unit, a power supply unit, a communication unit, a display unit, a coding input unit, and a socket unit.

상기 모터 구동부는 모터드라이브와 적어도 하나의 모터(Motor) 및 휠(Wheel)을 포함하고, 프로세서부로부터 구동신호를 입력받아 모터(Motor)를 제어하고 휠(Wheel)의 회전력을 조절할 수 있다. 또한, 상기 센서부는 지능형 로봇의 전면부에 설치되어 라인 및 장애물을 감지하고, 상기 장애물과의 거리를 측정할 수 있다.The motor driving unit includes a motor drive, at least one motor and a wheel, and receives a driving signal from the processor unit to control the motor and adjust the rotational force of the wheel. In addition, the sensor unit may be installed on the front side of the intelligent robot to detect lines and obstacles, and measure a distance to the obstacle.

상기 전원부는 지능형 로봇에 전원을 공급하고, 배터리의 충전 및 방전 상태를 감지하여 충전 상태 정보를 디스플레이부에 표시할 수 있다. 상기 통신부는 외부의 단말기와 신호를 송수신할 수 있다. 상기 디스플레이부는 상기 프로세서부에서 처리된 신호 및 정보를 표시한다.The power supply unit may supply power to the intelligent robot, detect charging and discharging states of the battery, and display charging state information on the display unit. The communication unit may transmit and receive signals with an external terminal. The display unit displays signals and information processed by the processor unit.

상기 코딩 입력부는 사용자가 작성한 소프트웨어(SW) 코딩 정보를 입력할 수 있다. 상기 프로세서부는 상기 모터 구동부, 센서부, 통신부 및 디스플레이부를 제어하고, 상기 코딩 입력부를 통해 입력된 코딩에 따라 지능형 로봇을 구동할 수 있다.The coding input unit may input software (SW) coding information written by a user. The processor unit may control the motor driving unit, the sensor unit, the communication unit, and the display unit, and may drive the intelligent robot according to the coding input through the coding input unit.

또한, 상기 케이스는 케이스 본체, 상단 케이스, 포트 프레임, 전면부 거치판, 아두이노 거치대, 상단 보호판 및 센서 거치대를 포함할 수 있다. 상기 상단 케이스는 케이스 본체의 상단을 커버한다. 또한, 상기 포트 프레임은 컴퓨터 및 외부의 전자 기기와 원활한 연결이 가능하도록 하는 USB 포트를 장착할 수 있게 구성될 수 있다.In addition, the case may include a case body, an upper case, a port frame, a front mounting plate, an Arduino cradle, an upper protective plate, and a sensor cradle. The upper case covers the upper end of the case body. In addition, the port frame may be configured to be equipped with a USB port that enables seamless connection with a computer and an external electronic device.

상기 전면부 거치판은 센서부, 모터드라이브 및 디스플레이부를 장착할 수 있도록 구성된다. 상기 아두이노 거치대는 상기 케이스 본체의 상단에 조립식의 끼움 방식으로 탈부착이 가능하고, 아두이노 제어보드를 장착할 수 있도록 구성된다. 상기 상단 보호판은 상기 상단 케이스의 중심부에 탈부착이 가능하고, 소켓부가 장착될 수 있는 소켓홀과 디스플레이부를 장착할 수 있는 디스플레이홀이 구비된다. 또한, 상기 센서 거치대는 상기 케이스 본체의 전면부에 탈부착이 가능하고, 센서부를 장착할 수 있도록 구성된다.The front mounting plate is configured to mount a sensor unit, a motor drive, and a display unit. The Arduino cradle is detachable through an assembly-type fitting method on the upper end of the case body, and is configured to mount an Arduino control board. The upper protective plate may be detachably attached to the center of the upper case, and includes a socket hole for mounting a socket portion and a display hole for mounting a display portion. In addition, the sensor cradle is configured to be detachable and attachable to the front portion of the case body, and to mount a sensor unit.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 지능형 로봇은 초등학교, 중학교 및 고등학교의 각 학급에 맞게 아두이노 및 스크래치 교육을 수행하는 것이 가능하고, 초등학교, 중학교 및 고등학교의 각 학급에 맞는 수준의 소프트웨어 코딩교육에 적용하여 소프트웨어 코딩교육을 활성화할 수 있는 효과가 있다. 또한, 종래 제품의 금형을 활용하여 제품의 개발 단가를 절감할 수 있는 효과가 있다.As described above, the intelligent robot according to the present invention is capable of performing Arduino and scratch education for each class of elementary school, junior high school, and high school, and software coding education at a level suitable for each class of elementary school, junior high school, and high school. It has the effect of revitalizing software coding education by applying it to. In addition, there is an effect of reducing the cost of product development by using the mold of the conventional product.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇의 조립도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 케이스 본체를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 포트 프레임을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전면부 거치판을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 아두이노 거치대를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 상단 보호판을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 거치대를 나타내는 도면이다.
1 is a conceptual diagram of an intelligent robot according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an intelligent robot according to an embodiment of the present invention.
3 is an assembly diagram of an intelligent robot according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a case body according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a port frame according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a front mounting plate according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing an Arduino cradle according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing an upper protection plate according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing a sensor cradle according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 또는 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary. In addition, terms such as "...unit", "...group", and "...module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which is implemented by hardware or software, or a combination of hardware and software. Can be.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.

각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.The same reference numerals shown in each drawing indicate the same members.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇(1)의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇(1)의 구성도이다. 본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇(1)은 아두이노 제어보드(110)가 장착되어 지능형 로봇(1)을 구동하는 제어 시스템(10)과 제어 시스템(10)이 구비되는 케이스(20)로 이루어질 수 있다.1 is a conceptual diagram of an intelligent robot 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram of an intelligent robot 1 according to an embodiment of the present invention. The intelligent robot 1 according to an embodiment of the present invention includes a case 20 equipped with a control system 10 and a control system 10 equipped with an Arduino control board 110 to drive the intelligent robot 1. Can be done.

또한, 제어 시스템(10)은 아두이노 제어보드(110), 프로세서부(120), 모터 구동부(130), 센서부(140), 전원부(150), 통신부(160), 디스플레이부(170), 코딩 입력부(180) 및 소켓부(190)를 포함할 수 있다.In addition, the control system 10 includes an Arduino control board 110, a processor unit 120, a motor driving unit 130, a sensor unit 140, a power supply unit 150, a communication unit 160, a display unit 170, and It may include a coding input unit 180 and a socket unit 190.

또한, 아두이노 제어보드(110)에는 쉴드(Shield) 보드(111)가 장착되어 추가적인 기능을 구현하는 모듈을 설치하는 것이 가능하다. 즉, 쉴드(Shield) 보드(111)에 수동 부저를 설치하여 주파수를 출력할 수 있고, 음계에 해당하는 주파수를 출력하면 악기를 구현할 수 있다. 여기에서, 스마트폰(2)의 앱을 통해 12개의 음, 즉 1옥타브의 터치형 피아노를 연주할 수도 있다.In addition, a shield board 111 is mounted on the Arduino control board 110 so that it is possible to install a module that implements additional functions. That is, a passive buzzer may be installed on the shield board 111 to output a frequency, and a musical instrument may be implemented by outputting a frequency corresponding to a musical scale. Here, it is also possible to play a touch-type piano of 12 notes, that is, 1 octave through the app of the smartphone 2.

또한, 모터 구동부(130)는 모터드라이브(131)와 적어도 하나의 모터(Motor)(132) 및 휠(Wheel)(133)을 포함할 수 있다. 모터드라이브(131)는 프로세서부(120)로부터 구동신호를 입력받아 모터(Motor)(132)를 제어함으로써 휠(Wheel)(133)의 회전력을 조절할 수 있다.In addition, the motor driving unit 130 may include a motor drive 131, at least one motor 132 and a wheel 133. The motor drive 131 receives a driving signal from the processor unit 120 and controls the motor 132 to adjust the rotational force of the wheel 133.

여기에서, 모터(Motor)(132)는 2개를 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 모터(Motor)(132)는 엔코더 기어드가 사용될 수 있고, 모터드라이브(131)는 모터드라이브 L298이 사용될 수 있다. 상기 엔코더는 자기 방식으로 2개의 선은 인터럽트로 받아 펄스를 계산할 수 있다.Here, it is preferable to install two motors 132. In addition, an encoder geared may be used as the motor 132, and a motor drive L298 may be used as the motor drive 131. The encoder can calculate a pulse by receiving two lines as interrupts in its own way.

모터드라이브(131)는 두 개의 모터(Motor)(132)가 독립적으로 동작하도록 제어하고, 각속도가 일정하게 되도록 PID 제어(Proportional Integral Derivation Control)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 모터드라이브(131)는 40ms마다 계산된 각속도에 맞게 대응되는 PWM을 출력하여 지능형 로봇(1)이 직진으로 진행시 동일한 각속도를 가지도록 할 수 있다.The motor drive 131 controls two motors 132 to operate independently, and may include a PID control (Proportional Integral Derivation Control) so that the angular speed is constant. For example, the motor drive 131 may output a PWM corresponding to the calculated angular speed every 40 ms so that the intelligent robot 1 may have the same angular speed when proceeding straight.

사용자는 프로세서부(120)를 통해 모터드라이브(131)를 제어하여 지능형 로봇(1)의 정회전, 역회전 및 PWM으로 속도 조절을 하는 모터 제어방법과 엔코더를 읽어 속도를 계산하는 방법을 학습할 수 있다.The user can learn how to control the motor drive 131 through the processor unit 120 to control the speed of the intelligent robot 1 in forward rotation, reverse rotation, and speed control by PWM, and how to calculate the speed by reading the encoder. I can.

센서부(140)는 적외선 센서모듈(141)과 적외선 거리 센서모듈(142) 및 센서 제어모듈(143)을 포함할 수 있다. 적외선 센서모듈(141)은 케이스(20)의 전면부에 설치되어 라인을 감지하는 적어도 하나의 적외선 센서를 포함할 수 있다. 여기에서, 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 센서모듈(141)은 케이스(20)의 전면부에 위치한 3개의 적외선 센서를 포함할 수 있다.The sensor unit 140 may include an infrared sensor module 141, an infrared distance sensor module 142, and a sensor control module 143. The infrared sensor module 141 may include at least one infrared sensor installed on the front side of the case 20 to detect a line. Here, the infrared sensor module 141 according to an embodiment of the present invention may include three infrared sensors located on the front portion of the case 20.

상기 적외선 센서는 발광부와 수광부로 구성되어 대상체로부터 반사되는 적외선을 감지할 수 있고, 센서 제어모듈(142)은 적외선 센서모듈(141)에서 감지된 신호를 입력받아 적외선의 양에 따라 검은색과 흰색을 구분하고, 라인을 인식할 수 있다.The infrared sensor is composed of a light emitting unit and a light receiving unit to detect infrared rays reflected from an object, and the sensor control module 142 receives a signal detected by the infrared sensor module 141 to obtain a black color according to the amount of infrared rays. You can distinguish white and recognize lines.

또한, 프로세서부(120)는 센서 제어모듈(142)로부터 라인 인식 정보를 입력받아 이를 토대로 지능형 로봇(1)이 라인을 따라 전진 주행하도록 제어할 수 있다. 즉, 센서 제어모듈(142)이 좌측의 적외선 센서를 통해 라인을 감지하고 라인 인식 정보를 프로세서부(120)에 전송하면 프로세서부(120)는 지능형 로봇(1)이 좌측으로 주행하도록 제어하고, 센서 제어모듈(142)이 우측의 적외선 센서를 통해 라인을 감지하고 라인 인식 정보를 프로세서부(120)에 전송하면 프로세서부(120)는 지능형 로봇(1)이 우측으로 주행하도록 제어할 수 있다.In addition, the processor unit 120 may receive line recognition information from the sensor control module 142 and control the intelligent robot 1 to travel forward along the line based on this. That is, when the sensor control module 142 detects a line through the left infrared sensor and transmits the line recognition information to the processor unit 120, the processor unit 120 controls the intelligent robot 1 to travel to the left, When the sensor control module 142 detects a line through an infrared sensor on the right side and transmits line recognition information to the processor unit 120, the processor unit 120 may control the intelligent robot 1 to travel to the right.

종래의 센서에는 저항으로 감도를 조절할 수 있으나, 저항이 없는 제품은 아날로그 입력으로 Threshold를 지정하여 감도를 조절한다. 그러나 센서와 센서 사이가 가까운 편이 아니기 때문에 라인을 구분하는 해상도가 낮은 문제점이 있다.In conventional sensors, sensitivity can be adjusted with resistance, but for products without resistance, sensitivity is adjusted by specifying a threshold with an analog input. However, since the sensor and the sensor are not close together, there is a problem in that the resolution for separating the line is low.

또한, 적외선 거리 센서모듈(142)은 적외선을 투사하여 반사되는 신호를 이용하여 대상체와의 거리를 측정할 수 있다. 적외선 거리 센서모듈(142)은 케이스(20)의 전면부에 설치되어 장애물을 감지하고, 상기 장애물과의 거리를 측정하는 적어도 하나의 적외선 거리 센서를 포함할 수 있다. 여기에서, 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 거리 센서모듈(142)은 케이스(20)의 전면부에 위치한 3개의 적외선 거리 센서를 포함할 수 있다. 또한, 상기 적외선 거리 센서는 sharp 2Y0A21일 수 있다. 상기 sharp 2Y0A21는 탐지거리에 따른 전압 차이를 이용하여 장애물과의 거리를 측정할 수 있다.In addition, the infrared distance sensor module 142 may measure a distance to the object by using a signal reflected by projecting infrared rays. The infrared distance sensor module 142 may include at least one infrared distance sensor installed on the front side of the case 20 to detect an obstacle and measure a distance to the obstacle. Here, the infrared distance sensor module 142 according to an embodiment of the present invention may include three infrared distance sensors located on the front portion of the case 20. In addition, the infrared distance sensor may be sharp 2Y0A21. The sharp 2Y0A21 may measure the distance to the obstacle by using the voltage difference according to the detection distance.

센서 제어모듈(142)은 적외선 거리 센서모듈(142)에서 감지된 신호를 입력받아 장애물을 인식하고, 장애물과의 거리를 산출하여 프로세서부(120)에 전송할 수 있다. 또한, 프로세서부(120)는 센서 제어모듈(142)로부터 장애물 정보 및 거리 정보를 입력받아 이를 토대로 지능형 로봇(1)이 상기 장애물을 회피하여 우회하도록 제어할 수 있다.The sensor control module 142 may receive a signal detected by the infrared distance sensor module 142 to recognize an obstacle, calculate a distance to the obstacle, and transmit the calculated distance to the processor unit 120. In addition, the processor unit 120 may receive obstacle information and distance information from the sensor control module 142 and control the intelligent robot 1 to avoid and bypass the obstacle based on this.

예를 들어, 정면에 장애물이 있는 경우 프로세서부(120)는 센서 제어모듈(142)로부터 입력받은 정보를 토대로 지능형 로봇(1)이 소정 거리 후진 후에 좌측 또는 우측으로 회전하여 장애물을 회피하도록 제어할 수 있다. 또한, 지능형 로봇(1)의 좌측 또는 우측에 장애물이 있는 경우에 프로세서부(120)는 상기 장애물의 반대측으로 회전하여 우회하도록 제어할 수 있다.For example, when there is an obstacle in the front, the processor unit 120 controls the intelligent robot 1 to rotate to the left or right after reversing a predetermined distance based on the information input from the sensor control module 142 to avoid the obstacle. I can. In addition, when there is an obstacle on the left or right side of the intelligent robot 1, the processor unit 120 may control to rotate to the opposite side of the obstacle to bypass the obstacle.

전원부(150)는 지능형 로봇(1)에 전원을 공급하는 배터리(151)와 충방전 제어모듈(152)을 포함할 수 있다. 여기에서, 배터리(151)는 충전이 가능한 리듐이온 배터리일 수 있다. 또한, 충방전 제어모듈(152)을 이용하여 배터리(151)를 충전할 수 있다. 또한, 충방전 제어모듈(152)은 배터리(151)의 충전 및 방전 상태를 감지하여 충전 상태 정보를 디스플레이부(170)에 표시할 수 있다.The power supply unit 150 may include a battery 151 supplying power to the intelligent robot 1 and a charge/discharge control module 152. Here, the battery 151 may be a rechargeable lithium ion battery. In addition, the battery 151 may be charged using the charge/discharge control module 152. In addition, the charging/discharging control module 152 may detect charging and discharging states of the battery 151 and display charging state information on the display unit 170.

통신부(160)는 외부의 단말기와 신호를 송수신할 수 있다. 여기에서, 상기 단말기에는 스마트폰(2)이 포함될 수 있다. 또한, 통신부(160)에는 BLE 4.0(블루투스 4.0) 모듈(161)이 포함될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇(1)은 BLE 4.0(블루투스 4.0) 모듈(161)과 스마트폰(2)과의 통신을 활용하여 스마트폰에서 무선으로 조종하는 것이 가능하다. 스마트폰(2)을 이용하여 전진, 후진 또는 회전 기능을 구현하는 명령을 수행할 수 있다.The communication unit 160 may transmit and receive signals with an external terminal. Here, the smartphone 2 may be included in the terminal. In addition, the communication unit 160 may include a BLE 4.0 (Bluetooth 4.0) module 161. That is, the intelligent robot 1 according to an embodiment of the present invention can be controlled wirelessly from a smart phone by utilizing communication between the BLE 4.0 (Bluetooth 4.0) module 161 and the smart phone 2. A command to implement a forward, backward or rotate function can be executed using the smartphone 2.

또한, 사용자는 컴퓨터 또는 스마트폰(2)과 통신부(160)와의 시리얼통신을 이용하여 디스플레이부(170)에 문자열을 표시하고, 백라이트를 제어할 수 있다. 또한, BLE 4.0(블루투스 4.0) 모듈(161)과 스마트폰(2)의 시리얼 통신을 통해 스마트폰(2)에서 전송한 문자를 LCD 모듈(171)에 표시할 수 있다.In addition, the user may display a character string on the display unit 170 and control the backlight by using serial communication between the computer or smart phone 2 and the communication unit 160. In addition, a character transmitted from the smartphone 2 may be displayed on the LCD module 171 through serial communication between the BLE 4.0 (Bluetooth 4.0) module 161 and the smartphone 2.

디스플레이부(170)는 프로세서부(120)에서 처리된 신호 및 정보를 표시할 수 있다. 디스플레이부(170)에는 LCD를 이용하여 신호 및 정보를 표시하는 LCD 모듈(171)이 포함될 수 있다. LCD 모듈(171)은 16칸 2줄을 출력하는 LCD로 이루어져 상단 보호판(250)에 장착될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 LCD 모듈(171)은 12C 통신 방식으로 구현한 라이브러리를 추가하여 문자열을 출력할 수 있다.The display unit 170 may display signals and information processed by the processor unit 120. The display unit 170 may include an LCD module 171 that displays signals and information using an LCD. The LCD module 171 is composed of an LCD that outputs 16 columns and 2 lines, and may be mounted on the upper protection plate 250. The LCD module 171 according to an embodiment of the present invention may output a character string by adding a library implemented in a 12C communication method.

코딩 입력부(180)는 사용자가 작성한 소프트웨어(SW) 코딩 정보를 입력할 수 있다. 이를 통해 지능형 로봇(1)은 사용자가 원하는 방식으로 코딩을 작성하여 수행하는 것이 가능하고, 초등학교, 중학교 및 고등학교의 각 학급에 맞는 소프트웨어 코딩 교육을 수행할 수 있다. 또한, 사용자가 원하는 방식으로 코딩된 코드를 수정하여 사용자 자신만의 구동 방식으로 지능형 로봇(1)을 제어하는 교육을 수행할 수 있다.The coding input unit 180 may input software (SW) coding information written by a user. Through this, the intelligent robot 1 can write and perform coding in a manner desired by the user, and can perform software coding education suitable for each class of elementary school, junior high school, and high school. In addition, by modifying the coded code in a way that the user wants, it is possible to perform training to control the intelligent robot 1 with the user's own driving method.

본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇(1)은 아두이노 제어보드(110)를 이용하여 다양한 기능들을 구현하기 위해서는 아두이노 제어보드(110) 및 주변 기기의 설치가 필요하다. 따라서, 아두이노 제어보드(110) 및 주변 기기의 설치를 위해 프레임들을 구성하여 케이스 본체(200) 또는 상단 케이스(210)에 탈부착할 수 있다.The intelligent robot 1 according to the embodiment of the present invention requires the installation of the Arduino control board 110 and peripheral devices in order to implement various functions using the Arduino control board 110. Accordingly, frames may be configured for installation of the Arduino control board 110 and peripheral devices, and may be attached to and detached from the case body 200 or the upper case 210.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇(1)의 조립도이다. 본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇(1)의 케이스(20)는 케이스 본체(200), 상단 케이스(210), 포트 프레임(220), 전면부 거치판(230), 아두이노 거치대(240), 상단 보호판(250) 및 센서 거치대(260)를 포함할 수 있다. 또한, 포트 프레임(220), 전면부 거치판(230), 아두이노 거치대(240), 상단 보호판(250) 및 센서 거치대(260)는 프레임(frame)으로 구성되어 케이스 본체(200) 또는 상단 케이스(210)에 탈부착이 가능하다.3 is an assembly diagram of an intelligent robot 1 according to an embodiment of the present invention. The case 20 of the intelligent robot 1 according to an embodiment of the present invention includes a case body 200, an upper case 210, a port frame 220, a front mounting plate 230, and an Arduino cradle 240. , It may include an upper protective plate 250 and a sensor holder 260. In addition, the port frame 220, the front mounting plate 230, the Arduino cradle 240, the upper protective plate 250, and the sensor cradle 260 are composed of a frame, so that the case body 200 or the top case Detachable to 210.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 케이스 본체(200)를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 포트 프레임(220)을 나타내는 도면이다.4 is a view showing a case body 200 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view showing a port frame 220 according to an embodiment of the present invention.

종래의 케이스 본체(200) 후방에는 D-sub 타입(Type)의 연결단자가 설치되어 있다. 그러나 D-sub 타입의 경우 현재 많이 사용되는 방식이 아니기 때문에 컴퓨터 및 기타 전자 기기와 원활한 연결이 어렵다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇(1)은 컴퓨터 및 기타 전자 기기와 원활한 연결이 가능한 B-Type USB로 적용하는 것이 바람직하다.A D-sub type connection terminal is installed at the rear of the conventional case body 200. However, in the case of the D-sub type, it is difficult to connect seamlessly with computers and other electronic devices because the method is not widely used. Therefore, it is preferable to apply the intelligent robot 1 according to an embodiment of the present invention as a B-Type USB capable of seamless connection with computers and other electronic devices.

도 4에서 도시된 바와 같이 B-Type USB의 경우 케이스 본체(200)의 후방과 형상이 맞지 않아 적용이 어렵다. 따라서, 케이스 본체(200)의 후방에 탈부착이 가능하고, 상기 B-Type USB의 장착이 가능한 포트 프레임(220)을 구현하고, 포트 프레임(220)에 상기 B-Type USB를 설치할 수 있다. 즉, 포트 프레임(220)의 포트홀(221)에 USB를 설치할 수 있다.As shown in FIG. 4, in the case of the B-Type USB, it is difficult to apply because the shape does not match the rear of the case body 200. Accordingly, it is possible to implement a port frame 220 that is detachable to the rear of the case body 200 and capable of mounting the B-Type USB, and install the B-Type USB to the port frame 220. That is, USB may be installed in the port hole 221 of the port frame 220.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전면부 거치판(230)을 나타내는 도면이다. 본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇(1)은 모터(Motor)(132)가 전방에 배치되어 있는 특성상 모터(Motor)(132) 제어를 위한 모터드라이브(131)가 전면에 배치되는 것이 연결 케이블과의 거리를 고려 하였을때 공간을 효율적으로 사용할 수 있다.6 is a view showing a front mounting plate 230 according to an embodiment of the present invention. In the intelligent robot 1 according to the embodiment of the present invention, the motor 132 for controlling the motor 132 is disposed in the front due to the characteristic that the motor 132 is disposed in the front connection cable. The space can be used efficiently when the distance to the vehicle is considered.

또한, 모터(Motor)(132)의 상단에는 기능 및 텍스트를 표시해주는 디스플레이부(170)를 설치하는 것이 바람직하다. 따라서, 전면부 거치판(230)은 센서부(140), 모터드라이브(131) 및 디스플레이부(170)를 장착할 수 있고, 케이스 본체(200)에 탈부착이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to install a display unit 170 that displays functions and texts on the top of the motor 132. Therefore, it is preferable that the front mounting plate 230 is configured to be able to mount the sensor unit 140, the motor drive 131, and the display unit 170, and to be detachably attached to the case body 200.

전면부 거치판(230)의 하단에 조립한 모터드라이브(131)의 경우 하단으로 돌출되어 모터(Motor)(132)와의 간섭이 일어날 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 전면부 거치판(230)은 모터드라이브(131)와 모터(Motor)(132)를 장착하였을 때 모터드라이브(131)와 모터(Motor)(132) 사이 및 모터(Motor)(132)와 모터(Motor)(132) 사이에 간섭이 일어나지 않도록 장착되는 높이를 설정하는 것이 바람직하다.In the case of the motor drive 131 assembled at the lower end of the front mounting plate 230, it may protrude to the lower end and interfere with the motor 132. Therefore, when the front mounting plate 230 according to the embodiment of the present invention is mounted between the motor drive 131 and the motor 132, between the motor drive 131 and the motor 132 and the motor It is preferable to set the mounting height so that interference does not occur between the (Motor) 132 and the motor 132.

즉, 케이스(20)에 모터(132)와 모터드라이브(131)를 장착하였을 때 모터드라이브(131)와 모터(Motor)(132) 사이 및 모터(Motor)(132)와 모터(Motor)(132) 사이에 간섭이 일어나지 않도록 모터드라이브(131)의 높이를 상대적으로 높은 위치에 장착되도록 구성하는 것이 바람직하다.That is, when the motor 132 and the motor drive 131 are mounted in the case 20, between the motor drive 131 and the motor 132, and between the motor 132 and the motor 132 ) It is preferable to configure the height of the motor drive 131 to be mounted at a relatively high position so that interference does not occur between them.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 아두이노 거치대(240)를 나타내는 도면이다. 아두이노 제어보드(110)를 케이스 본체(200)의 중심부에 배치하기 위해서는 추가적인 프레임의 설치가 요구된다. 따라서, 케이스 본체(200)에 탈부착이 가능하고, 아두이노 제어보드(110)를 장착할 수 있는 아두이노 거치대(240)를 구현할 수 있다. 케이스 본체(200)의 금형을 수정하여 아두이노 설치를 위한 체결 나사 구멍을 만드는 것에 비해 아두이노 거치대(240)를 제작하여 아두이노 제어보드(110)를 장착하는 것이 시간과 가격적인 면에서 효율적이다.7 is a view showing the Arduino cradle 240 according to an embodiment of the present invention. In order to place the Arduino control board 110 in the center of the case body 200, an additional frame is required. Accordingly, it is possible to implement the Arduino cradle 240 that can be attached to and detached from the case body 200 and to which the Arduino control board 110 can be mounted. Compared to modifying the mold of the case body 200 to make a fastening screw hole for arduino installation, it is more efficient in terms of time and price to mount the arduino control board 110 by manufacturing the arduino cradle 240 .

본 발명의 실시 예에 따른 아두이노 거치대(240)는 아두이노 제어보드(110)의 견고한 고정을 위하여 아두이노 거치대(240)에 나사구멍을 생성하여 아두이노 제어보드(110)를 아두이노 거치대(240)에 나사결합할 수 있다. 또한, 아두이노 거치대(240)는 케이스 본체(200)의 상단에 조립식의 끼움 방식으로 탈부착이 가능하다.The Arduino cradle 240 according to an embodiment of the present invention creates a screw hole in the Arduino cradle 240 to securely fix the Arduino control board 110 to attach the Arduino control board 110 to the Arduino cradle ( 240) can be screwed. In addition, the arduino cradle 240 can be attached to and detached from the upper end of the case body 200 by an assembly-type fitting method.

또한, 아두이노 거치대(240)는 케이스 본체(200)로부터의 유동을 방지하기 위해 케이스 본체(200)에 있는 4개의 기둥에 고정을 할 수 있도록 구성할 수 있다. 즉, 3개의 고정홀(241)과 1개의 반구형고정홀(242)에 각각 대응되는 4개의 기둥을 끼움결합하여 고정할 수 있다.In addition, the Arduino cradle 240 may be configured to be fixed to four pillars in the case body 200 in order to prevent flow from the case body 200. That is, the four columns corresponding to the three fixing holes 241 and one hemispherical fixing hole 242 may be fitted and fixed.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 상단 보호판(250)을 나타내는 도면이다. 종래의 상단 케이스 중앙에는 직사각형 모양의 윈도우(window)가 있으며, 상기 윈도우는 반투명 플라스틱의 재질로 이루어져 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 상단 보호판(250)은 상기 윈도우(window)의 위치에 탈부착이 가능하도록 구성될 수 있다.8 is a view showing the upper protective plate 250 according to an embodiment of the present invention. In the center of the conventional upper case, there is a window in a rectangular shape, and the window is made of a translucent plastic material. The upper protection plate 250 according to an embodiment of the present invention may be configured to be detachable to the position of the window.

상단 보호판(250)은 소켓부(190)가 장착되는 소켓홀(251)과 디스플레이부(170)를 장착하는 디스플레이홀(252)을 구비할 수 있다. 상단 보호판(250)의 소켓홀(251)과 디스플레이홀(252)을 통해 사용자가 원하는 센서나 주변 기기를 추가적으로 연결하고 코딩을 입력할 수 있도록 12핀 9소켓으로 이루어지는 소켓부(190)와 디스플레이부(170)를 장착할 수 있다. 또한, 상단 보호판(250)은 상기 9소켓이 설치된 이외의 공간이 개방되어 있을 시 내부의 오염 및 손상을 방지하기 위해 소켓부(190)와 디스플레이부(170)를 제외한 나머지 부분을 차단하는 보호판(253)을 포함할 수 있다.The upper protection plate 250 may include a socket hole 251 in which the socket unit 190 is mounted and a display hole 252 in which the display unit 170 is mounted. A socket unit 190 and a display unit made of 12 pin 9 sockets to additionally connect a sensor or peripheral device desired by a user through the socket hole 251 and the display hole 252 of the upper protection plate 250 and input coding (170) can be equipped. In addition, the upper protective plate 250 is a protective plate that blocks the remaining portions except for the socket unit 190 and the display unit 170 in order to prevent contamination and damage inside when a space other than the 9 socket is installed is opened. 253).

이로 인해, 사용자는 케이스(20) 상단부에 설치된 소켓부(190)를 이용하여 교육에 있어 종래보다 더욱 많은 확장성을 제공할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 소켓부(190)는 8개의 아날로그 입력핀, PWM 출력이 가능한 10개의 디지털 입력출력핀, 2개의 인터럽트 디지털 입출력핀과 추가 기능 구현을 위한 디지털 입출력핀으로 구성되어 다양한 센서를 연결하고, 그 기능을 확인할 수 있다. 또한, 전원을 추가로 공급할 수 있는 전원공급핀도 구비되어 추가적인 브레드보드가 필요없이 다양한 기능을 적용할 수 있다.Accordingly, the user can provide more expandability in education than the conventional one by using the socket unit 190 installed on the upper end of the case 20. That is, the socket unit 190 according to an embodiment of the present invention is composed of 8 analog input pins, 10 digital input output pins capable of PWM output, 2 interrupt digital input/output pins, and digital input/output pins for implementing additional functions. You can connect various sensors and check their functions. In addition, a power supply pin that can additionally supply power is also provided, so that various functions can be applied without the need for an additional breadboard.

상단 케이스(210)에는 4개의 토글스위치를 포함할 수 있다. 상기 토클스위치는 내부 풀업으로 연결되어 버튼으로 모드를 선택하는 것이 가능하다. 사용자는 디지털 입출력을 학습하기 위해 상기 버튼의 입력을 내부 풀업으로 사용하여 연결할 수 있다.The upper case 210 may include four toggle switches. The toggle switch is connected by an internal pull-up, and it is possible to select a mode with a button. The user can connect by using the input of the button as an internal pull-up to learn digital input/output.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 거치대(260)를 나타내는 도면이다. 종래의 제품에는 7개의 센서가 설치되어 있는데 이는 센서의 개수가 너무 많아 비효율적인 면이 있다. 따라서, 가장 효율적인 3개의 센서를 설치하는 것이 바람직하다. 즉, 센서홀더(261)에 센서부(140)를 설치할 수 있다.9 is a view showing a sensor cradle 260 according to an embodiment of the present invention. In the conventional product, seven sensors are installed, which is inefficient because the number of sensors is too large. Therefore, it is desirable to install the three most efficient sensors. That is, the sensor unit 140 may be installed on the sensor holder 261.

종래의 적외선 센서의 위치는 모터 근처에 설치되어 있으나 다른 주변 기기의 설치로 인하여 공간 사용에 한계가 발생한다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 센서 거치대(260)는 케이스 본체(200)의 전면부 범퍼에 탈부착이 가능하도록 구성하고, 사용한 적외선 거리 센서모듈(143)의 최적측정 거리를 고려하여 높이를 선정하는 것이 바람직하다.The location of the conventional infrared sensor is installed near the motor, but the use of space is limited due to the installation of other peripheral devices. Therefore, the sensor cradle 260 according to the embodiment of the present invention is configured to be detachable to the front bumper of the case body 200, and the height is selected in consideration of the optimum measurement distance of the used infrared distance sensor module 143. It is desirable to do it.

이로 인해, 본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇(1)은 코딩 결과를 직접 눈으로 확인할 수 있어 쉽게 흥미를 유발할 수 있으며, 저 연령의 초, 중등 학생을 비롯한 모든 연령층이 용이하게 코딩을 수행할 수 있는 효과가 있다. 또한, 종래의 금형을 활용하여 제품 개발 기간 및 제품 개발 단가를 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 탈부착이 가능하고 다양한 프레임과 추가 소켓을 통해 기능성 및 활용성을 확장하여 교육에서 활용가능한 범위를 증대할 수 있는 효과가 있다.For this reason, the intelligent robot 1 according to the embodiment of the present invention can easily induce interest because the coding result can be directly checked, and all age groups, including elementary and secondary students of low age, can easily perform coding. There is an effect that can be. In addition, there is an effect of reducing the product development period and product development cost by using a conventional mold. In addition, it is possible to attach/detach and expand functionality and usability through various frames and additional sockets, thereby increasing the range that can be used in education.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and is easily changed from the embodiments of the present invention by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Includes all changes to the extent deemed acceptable.

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1 : 지능형 로봇 2 : 스마트폰
10 : 제어 시스템 20 : 케이스
110 : 아두이노 제어보드 111 : 쉴드(Shield) 보드
120 : 프로세서부 130 : 모터 구동부
131 : 모터드라이브 132 : 모터(Motor)
133 : 휠(Wheel) 140 : 센서부
141 : 적외선 센서모듈 142 : 적외선 거리 센서모듈
143 : 센서 제어모듈 150 : 전원부
151 : 배터리 152 : 충방전 제어모듈
160 : 통신부 161 : BLE 4.0 모듈
170 : 디스플레이부 171 : LCD 모듈
180 : 코딩 입력부 190 : 소켓부
200 : 케이스 본체 210 : 상단 케이스
220 : 포트 프레임 221 : 포트홀
230 : 전면부 거치판 231 : 나사홀
240 : 아두이노 거치대 241 : 고정홀
242 : 반구형고정홀 250 : 상단 보호판
251 : 소켓홀 252 : 디스플레이홀
253 : 보호판 260 : 센서 거치대
261 : 센서홀더
1: intelligent robot 2: smartphone
10: control system 20: case
110: Arduino control board 111: Shield board
120: processor unit 130: motor drive unit
131: motor drive 132: motor
133: wheel 140: sensor unit
141: infrared sensor module 142: infrared distance sensor module
143: sensor control module 150: power supply
151: battery 152: charge/discharge control module
160: communication unit 161: BLE 4.0 module
170: display unit 171: LCD module
180: coding input unit 190: socket unit
200: case body 210: upper case
220: port frame 221: port hole
230: front mounting plate 231: screw hole
240: arduino cradle 241: fixed hole
242: hemispherical fixing hole 250: upper protection plate
251: socket hole 252: display hole
253: protection plate 260: sensor holder
261: sensor holder

Claims (7)

아두이노 제어보드가 장착되어 지능형 로봇을 구동하는 제어 시스템과 상기 제어 시스템이 구비되는 케이스를 포함하는 지능형 로봇에 있어서,
상기 제어 시스템은
모터드라이브와 적어도 하나의 모터(Motor) 및 휠(Wheel)을 포함하고, 프로세서부로부터 구동신호를 입력받아 모터(Motor)를 제어하고 휠(Wheel)의 회전력을 조절하는 모터 구동부;
상기 지능형 로봇의 전면부에 설치되어 라인 및 장애물을 감지하고, 상기 장애물과의 거리를 측정하는 센서부;
상기 지능형 로봇에 전원을 공급하고, 배터리의 충전 및 방전 상태를 감지하여 충전 상태 정보를 디스플레이부에 표시하는 전원부;
외부의 단말기와 신호를 송수신하는 통신부;
상기 프로세서부에서 처리된 신호 및 정보를 표시하고, 스마트폰과 통신부와의 시리얼통신을 이용하여 스마트폰에서 전송한 문자열을 표시하는 디스플레이부;
사용자가 작성한 소프트웨어(SW) 코딩 정보를 입력하는 코딩 입력부;
상기 모터 구동부, 센서부, 통신부 및 디스플레이부를 제어하고, 상기 코딩 입력부를 통해 입력된 코딩에 따라 지능형 로봇을 구동하는 프로세서부; 및
확장성을 제공하기 위해 사용자가 원하는 센서 또는 주변 기기를 추가로 연결할 수 있는 소켓부를 포함하며,
상기 케이스는
케이스 본체;
상기 케이스 본체의 상단을 커버하는 상단 케이스;
컴퓨터 및 외부의 전자 기기와 원활한 연결이 가능하도록 하는 USB 포트를 장착할 수 있게 구성되는 포트 프레임;
센서부, 모터드라이브 및 디스플레이부를 장착할 수 있도록 구성되는 전면부 거치판;
상기 아두이노 제어보드의 견고한 고정을 위하여 케이스 본체로부터의 유동을 방지하고, 케이스 본체의 상단에 조립식의 끼움 방식으로 탈부착이 가능하도록 상기 케이스 본체에 있는 4개의 기둥에 끼움결합하여 고정하기 위해 3개의 고정홀과 1개의 반구형고정홀을 구비하는 아두이노 거치대;
상기 상단 케이스의 중심부에 탈부착이 가능하고, 소켓부가 장착될 수 있는 소켓홀과, 상기 전면부 거치판에 장착되는 디스플레이부가 위치하여 나타나는 디스플레이홀이 구비되는 상단 보호판; 및
상기 케이스 본체의 전면부에 탈부착이 가능하고, 센서부를 장착할 수 있도록 구성되는 센서 거치대를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 로봇.
In the intelligent robot comprising a control system for driving the intelligent robot with an Arduino control board mounted and a case provided with the control system,
The control system
A motor driving unit including a motor drive, at least one motor and a wheel, and receiving a driving signal from a processor unit to control a motor and to adjust a rotational force of the wheel;
A sensor unit installed on the front side of the intelligent robot to detect lines and obstacles and measure a distance to the obstacle;
A power supply unit for supplying power to the intelligent robot, detecting charging and discharging states of the battery, and displaying charging state information on the display unit;
A communication unit for transmitting and receiving signals to and from an external terminal;
A display unit that displays signals and information processed by the processor unit, and displays a character string transmitted from the smart phone using serial communication between the smart phone and the communication unit;
A coding input unit for inputting software (SW) coding information written by a user;
A processor unit that controls the motor driving unit, the sensor unit, the communication unit and the display unit, and drives the intelligent robot according to the coding input through the coding input unit; And
In order to provide expandability, it includes a socket to additionally connect a sensor or peripheral device desired by the user,
The above case is
Case body;
An upper case covering an upper end of the case body;
A port frame configured to mount a USB port for seamless connection with a computer and an external electronic device;
A front mounting plate configured to mount a sensor unit, a motor drive and a display unit;
In order to securely fix the Arduino control board, it prevents the flow from the case body, and is fitted to the four pillars of the case body so that it can be attached and detached by an assembly-type fitting method on the upper end of the case body. Arduino cradle having a fixing hole and one hemispherical fixing hole;
A top protection plate having a socket hole in the center of the upper case, a socket hole in which a socket part can be mounted, and a display hole appearing by a display part mounted on the front mounting plate; And
An intelligent robot comprising a sensor cradle configured to be detachable and attachable to a front portion of the case body and to mount a sensor unit.
제1항에 있어서,
상기 모터 구동부는 모터드라이브와 두 개의 모터(Motor) 및 휠(Wheel)을 포함하고, 상기 모터드라이브는 두 개의 모터(Motor)가 독립적으로 동작하도록 제어하며, 각속도가 일정하게 되도록 PID 제어(Proportional Integral Derivation Control)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 로봇.
The method of claim 1,
The motor drive unit includes a motor drive and two motors and a wheel, and the motor drive controls the two motors to operate independently, and PID control (Proportional Integral) so that the angular speed is constant. Derivation Control), characterized in that it comprises an intelligent robot.
제1항에 있어서,
상기 센서부는
상기 지능형 로봇의 전면부에 설치되고 적외선을 이용하여 라인을 감지하는 적어도 하나의 적외선 센서와,
상기 지능형 로봇의 전면부에 설치되어 적외선을 투사하고, 반사되는 신호를 이용하여 장애물을 감지하며, 상기 장애물과의 거리를 측정하는 적어도 하나의 적외선 거리 센서 및
상기 적외선 센서에서 감지된 신호를 입력받아 적외선의 양에 따라 검은색과 흰색을 구분하여 라인을 인식하며, 상기 적외선 거리 센서에서 감지된 신호를 입력받아 장애물을 인식하고 상기 장애물과의 거리를 산출하여 상기 프로세서부에 전송하는 센서 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 로봇.
The method of claim 1,
The sensor unit
At least one infrared sensor installed on the front of the intelligent robot and detecting a line using infrared rays,
At least one infrared distance sensor installed on the front of the intelligent robot to project infrared rays, detect an obstacle using a reflected signal, and measure a distance to the obstacle; and
By receiving a signal sensed by the infrared sensor and distinguishing between black and white according to the amount of infrared rays, a line is recognized, a signal sensed by the infrared distance sensor is input to recognize an obstacle, and a distance to the obstacle is calculated. Intelligent robot comprising a sensor control module for transmitting to the processor unit.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 상단 보호판은 상기 소켓부 및 디스플레이부가 설치된 이외의 공간이 개방되어 있을 시 내부가 오염 및 손상되는 것을 방지하기 위해 소켓부와 디스플레이부를 제외한 나머지 부분을 차단하는 보호판을 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 로봇.



The method of claim 1,
The upper protective plate comprises a protective plate that blocks the rest of the socket except for the socket and the display to prevent contamination and damage to the interior when a space other than the socket and the display is opened. .



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