KR102290648B1 - 스마트 공 셋 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지정된 위치로 스스로 이동 가능하여 다용한 놀이를 즐길 수 있는 스마트 공 셋을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전자기파를 송신하는 리모컨과, 상기 리모컨에서 송신하는 전자기파를 감지하여 리모컨과의 거리와 각도를 산정하여 상기 리모컨을 향하여 이동하는 구동형 공을 포함한다.
본 발명에 따른 스마트 공 셋은 공과 리모컨으로 구성되며, 상기 공은 내부에 구동 장치를 포함하고, 상기 리모컨에서 송신하는 신호를 분석하여 리모컨의 위치로 이동하므로, 상기 공과 리모컨을 이용하여 다양한 놀이를 즐길 수 있는 효과가 있으며, 특히 반려견의 목에 리모컨을 장착하는 경우, 반려견을 위한 놀이용 도구로도 활용할 수 있는 효과가 있다.

Description

스마트 공 셋{Smart ball set}

본 발명은 스마트 공 셋에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 놀이용으로 활용할 수 있는 스마트 공 셋에 관한것이다.

일반적으로 공은 고무나 가죽의 재질로 둥글게 만들어 내부에 공기를 주입한 운동기구의 하나로 축구공, 농구공, 배구공 또는 유아들이 쉽게 가지고 놀면서 다치지 않도록 고무재질의 외피 내부에 공기를 팽팽하게 주입한 놀이공 등이 있다.

상기 스포츠 용도로 많이 사용되는 축구공, 배구공, 농구공 등은 내부에 위치되는 고무 재질의 튜브와 상기 튜브의 외측을 둘러싸며, 여러 조각으로 연결되어 구형태가 이루어지는 외피를 포함한 이중 구조로 형성된다.

또한, 상기 외피의 일 지점에 형성된 공기 주입구를 통해 상기 튜브에 공기를 주입하여 탄력성이 있는 팽팽한 구형의 공 형태를 이루며, 그 특성에 따라, 던지고, 차고, 굴리고, 튕기고, 받는 등의 방식으로 다양한 룰에 의해 각종 놀이나 스포츠 용도로서 사용될 수 있다.

한편, 상기한 일반적인 공 이외에 놀이용으로 다양한 구성을 공들이 제안되었다. 예를 들면, 등록실용신안 제359543호에는 표면에 다양한 구동에 해당하는 손모양이 표시된 야구놀이용 공을 들 수 있다. 또한, 등록실용신안 제286049호에는 내부에 중공부와 오부에 통공부를 형성하여 바람의 저항을 최소화하여 야외의 놀이에 활용할 수 있는 놀이용 공이 개시되어 있으며, 공개실용신안 제1999-0004529호에는 외부 충격에 의하여 내부에 장착된 엘이디가 발광하여 흥미를 증가시키는 놀이용 공이 개시되어 있다.

상기한 운동용 공과 놀이용 공들은 해당 운동 또는 놀이에 최적화된 특성이 있으나, 사용자의 의도에 따라 단순히 움직이는 용도이며, 적은 인원 또는 일인이 놀이용으로 사용할 경우에는 쉽게 싫증이 나는 문제점있다.

따라서, 근래 개발된 전자기술을 적용하여 능동적인 운동이 가능한 새로운 형태의 공이 개발되면 흥미로운 놀이가 가능한 장점이 있을 것으로 예상된다.

본 발명은 상기와 같은 필요에 의하여 안출된 것으로, 지정된 위치로 스스로 이동 가능하여 다용한 놀이를 즐길 수 있는 스마트 공 셋을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전자기파를 송신하는 리모컨과, 상기 리모컨에서 송신하는 전자기파를 감지하여 리모컨과의 거리와 각도를 산정하여 상기 리모컨을 향하여 이동하는 구동형 공을 포함한다.

바람직하게는, 상기 리모컨은: 내부에 공간이 형성되는 케이스; 상기 케이스 내부에 배치되는 배터리; 상기 배터리 전원에 의하여 전자기파를 송신하는 송신부; 및 상기 송신부의 동작을 조작하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 구동형 공은: 내부에 공간이 형성되는 구형상의 중앙구; 상기 중앙구와 중심점이 일치하고 상기 중앙구를 내부 공간에 수용하는 외면구; 상기 중앙구와 상기 외면구 사이에 배치되어 구름 운동하는 복수의 회전구; 상기 중앙구 내부에 배치되어 상기 외면구 내면에 접촉하여 상기 외면구를 회전시키는 구동부; 상기 중앙구 내부에 배치되는 배터리부; 및 상기 베터리부의 전원으로 상기 리모컨과의 거리와 각도를 산정하여 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 중앙구는 구의 중심과 무게 중심이 차이가 있어, 정지 시 항상 동일한 자세로 배치되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 구동부는 2개의 구동모터와 각 구동모터에 회전축에 결합하는 회전원을 포함하고, 상기 회전원은 상기 중앙구에 형성된 개방부에서 돌출되어 상기 외면구 내면에 접촉하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 제어부는 서리 이격되어 배치되는 2개의 거리 센서와 상기 거리 센서의 정보를 이용하여 리모컨과의 거리와 각도를 산정하여 상기 구동모터를 제어하는 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 베터리부는 베터리모듈과 외부 무선충전장치에 의하여 전원을 공급받는 무선충전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 외면구는 쿠션부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 처리부는 리모컨과의 각도에 따라 상기 2개의 구동모터의 회전속도를 달리 제어하여 구동형 공의 구동 방향을 조절하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 처리부는 리모컨과의 거리에 따라 상기 구동모터의 기본 회전속도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 스마트 공 셋은 공과 리모컨으로 구성되며, 상기 공은 내부에 구동 장치를 포함하고, 상기 리모컨에서 송신하는 신호를 분석하여 리모컨의 위치로 이동하므로, 상기 공과 리모컨을 이용하여 다양한 놀이를 즐길 수 있는 효과가 있으며, 특히 반려견의 목에 리모컨을 장착하는 경우, 반려견을 위한 놀이용 도구로도 활용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스마트 공 셋의 구성도이며,
도 2는 도 1에 도시된 구동형 공의 단면도이며,
도 3은 도 1에 도시된 회전구 고정용 리테이너의 구성도이며,
도 4는 도 1에 도시된 중앙구의 무게 중심 위치를 설명하는 설명도이며,
도 5는 도 1에 도시된 중앙구의 내부 구성도이며,
도 6은 도 5에 도시된 구동부의 평면도이며,
도 7은 도 1의 제어부에서 리모컨의 방향과 거리를 산정하는 방법을 설명하는 설명도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 “연결”, “결합” 또는 “접속”된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 “연결”, “결합” 또는 “접속”될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 스마트 공 셋(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 구동에 의하여 이동하는 구동형 공(10)과 상기 구동형 공(10)의 이동 목적지 역할을 하는 리모컨(110)을 포함하여 구성된다.

여기서 상기 구동형 공(10)은 상기 리모컨(110)에서 발신하는 신호를 기초로 상기 리모컨(110)과의 거리와 방향을 감지한 후, 해당 방향으로 이동하며, 거리가 줄어드는 경우 속도를 줄여서 해당 위치에 도달하는 기능을 수행한다.

상기 리모컨(110)은 사용자의 동작 지시 또는 동작 스위치가 온되는 경우 지속적으로 전자기파를 송신하는 기능을 수행한다.

따라서, 사용자가 상기 구동형 공(10)을 어떠한 방향으로 던지더라도 일정시간 후에 상기 구동형 공(10)은 상기 리모컨(110) 위치로 이동하며, 이때 상기 리모컨(110)의 위치를 변경하더라도 상기 구동형 공(10)은 리모컨(110)의 변경 위치로 이동한다.

상기와 같은 기능을 수행하는 상기 구동형 공(10)은 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 공간이 형성된 구형상의 중앙구(20)와 상기 중앙구(20)를 내부에 수용하며, 복수의 회전구(30)에 의하여 서로 상대적으로 회전 가능하게 결합하는 외면구(40)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 중앙구(20)의 중심과 상기 외면구(40)의 중심을 서로 일치하며, 상기 중앙구(20)와 상기 외면구(40)는 복수의 회전구(30)에 의하여 서로 회전 가능하게 결합한다.

필요한 경우 상기 회전구(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 상대적 위치를 고정하는 리테이너(31)를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 리테이너(31)는 상기 회전구(30)가 미끄럼에 의하여 회전할 수 있는 형태로 상기 회전구(30)를 지지하고, 필요한 경우 상기 중앙구(20) 외면에 고정될 수도 있다.

또한 상기 중앙구(20)에 상기 회전구(30)가 안착되는 홀을 형성하여 회전구(30)의 위치를 고정하는 형태로도 구성될 수 있다.

그리고 상기 외면구(40)는 외면에 적절한 탄성을 위한 쿠션부(41)를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 상기 중앙구(20)는 도 4에 도시된 바와 같이, 무게 중심(G)이 구의 중심(O)과 일정거리 이격되도록 내부에 부품들을 배치한다.

따라서, 상기 구동형 공(10)이 운동후 정지하는 경우, 일정 시간 후에 상기 중앙구(20)는 항상 상기 도 4에 도시된 바와 같이 자세를 유지한다.

상기 중앙구(20)는 도 5에 도시된 바와 같이, 내부에 제어부(90), 구동부(60) 및 베터리부(70)를 포함하여 구성된다.

상기 구동부(60)는 도 6에 도시된 바와 같이, 서로 대칭형으로 배치되는 2개의 구동모터(61)와 각 구동모터(61)의 회전축에 고정되는 회전원(62)을 포함하여 구성되며, 상기 구동모터(61)는 상기 중앙구(20)에 고정된다.

그리고 상기 회전원(62)은 상기 중앙구(20)에 형성된 개방부(21)에서 돌출되어 상기 외면구(40) 내면에 접촉한다.

따라서 상기 구동모터(61)가 회전하면 상기 회전원(62)이 회전하고, 상기 회전원(62)에 접촉하는 상기 외면구(40)도 회전한다.

따라서, 상기 중앙구(20)의 무게중심이 중심 아래에 위치하므로, 상기 구동모터(61)를 회전시키면 상기 외면구(40)가 회전하므로, 결국 상기 구동형 공(10)은 구르게 된다.

물론 필요한 경우, 상기 구동모터(61)는 내부에 회전 감속을 위한 변속장치를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 구동모터(61)는 상기 중앙구(20)의 복원력(중앙구(20)의 무게와 무게중심과 구중심간의 거리의 곱)보다 적은 모멘트가 작용하는 정도로 구동하는 것이 바람직하다.

이때 방향 전환은 상기 2개의 구동모터(61)의 회전속도를 조절하면, 방향이 전환된다. 각 구동모터(61) 동일한 방향으로 동일한 속도로 회전시키면, 구동형 공(10)은 직진하고, 서로 다른 방향으로 동일하게 회전시키면, 제자리서 회전하고, 같은 방향에 회전속도를 달리하면, 회전속도 차이에 따라 다른 방향으로 구동한다.

한편, 상기 베터리부(70)는 전원 공급을 위한 구성으로, 충전이 가능한 배터리모듈(71)과 상기 배터리모듈(71)의 충전을 위한 무선충전부(72)를 포함하여 구성된다.

상기 무선충전부(72)는 상기 중앙구(20)의 하단에 배치되어 외부의 무선충전 장치에 의하여 상기 베터리모듈(71)을 충전하는 역할을 한다.

특히 상기 무선충전부(72)는 무선충전장치와 일정 거리 이상 이격되더라도 충전이 가능한 무선 충전 방식을 적용하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제어부(90)는 상기 베터리부(70)의 전원을 이용하여 상기 구동모터(61)의 동작을 제어하고, 또한 리모컨(110)과의 거리를 산정하는 기능을 수행하는 것으로, 일정 거리 이격된 2개의 거리 센서(91)와 상기 거리 센서(91)에서 감지되는 리모컨(110)과의 거리와 리모컨(110)과의 방향을 기초로 상기 구동모터(61)를 제어하는 처리부(92)를 포함하여 구성된다.

상기 각각의 거리 센서(91)는 도 7에 도시된 바와 같이, 서로 거리 d로 이격되어 배치되어 상기 리모컨(110)에서 송신되는 신호를 감지하여 리모컨(110)과의 거리(c1, c2)를 감지하여 감지값들을 상기 처리부(92)로 출력한다.

상기 처리부(92)는 c1 및 c2 값과 사전에 입력된 d를 기초로 하여 전방 각도 a와 거리 l을 산정한다.

상기 처리부(92)는 a와 l을 기초로 하여 상기 구동모터(61)의 동작을 제어한다. 즉, a가 '+'값이면 해당 크기와 비례한 속도로 L측 구동모터(61)를 회전시키고, R측 구동모터(61)는 사전에 정의된 기본속도 또는 거리l과 연동되는 기본속도로 회전시키면, 전체 구동형 공(10)은 상기 리모컨(110) 방향으로 구동한다.

물론 상기 a가 '-'값이면 상기 처리부(92)는 상기와 반대로 구동모터(61)를 제어한다.

또한 상기 처리부(92)는 상기 l값에 따라 각 구동모터(61)의 기본속도를 비례시켜 제어한다.

즉, 상기 처리부(92)는 리모컨(110)과의 거리가 먼 경우에는 높은 기본속도로 구동모터(61)를 구동하고, 리모컨(110)과의 거리가 근접하는 경우 낮은 기본속도로 구동모터(61)를 구동하고 일정 거리 이내인 경우에는 구동을 중지하도록 상기 구동모터(61)를 제어한다.

또한 상기 배터리부(70)와 구동부(60)는 다른 부품들에 비하여 상대적으로 많은 무게가 나가므로 반드시 상기 중앙구(20) 내부의 하단에 배치하도록 하여 상기 중앙구(20)가 항상 일정한 자세로 배치되도록 하고, 필요한 경우, 추가적인 복원력을 위하여 무게추 등을 상기 중앙구(20) 하단에 배치시킬 수 있다.

한편, 상기 리모컨(110)은 상기한 바와 같이, 사용자의 동작 지시 또는 동작 스위치가 온되는 경우 지속적으로 전자기파를 송신하는 기능을 수행하는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 케이스(111)와 전자기파를 출력하는 송신부(112) 및 배터리(113)와 동작을 위한 스위치(114)를 포함하여 구성된다.

즉, 스위치(114)를 사용자가 조작하면, 송신부(112)를 통하여 전자기파를 출력하는 구성이다.

필요한 경우 상기 리모컨(110)은 목걸이 형태로 구성할 수 있으며, 반려견(또는 반려묘)이 착용할 경우, 구동형 공(10)이 반려견에 근접하면, 반려견이 밀치고, 다시 근접하는 형태로 동작하므로, 반려견의 놀이용 공으로도 활용할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 스마트 공 셋을 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

10: 구동형 공 20: 중앙구
21: 개방부 30: 회전구
31: 리테이너 40: 외면구
41: 쿠션부 60: 구동부
61: 구동모터 62: 회전원
70: 배터리부 71: 배터리모듈
72: 무선충전부 90: 제어부
91: 거리 센서 92: 처리부
100: 스마트 공 셋 110: 리모컨
111: 케이스 112: 송신부
113: 배터리 114: 스위치

Claims (10)

1. 전자기파를 송신하는 리모컨과, 상기 리모컨에서 송신하는 전자기파를 감지하여 리모컨과의 거리와 각도를 산정하여 상기 리모컨을 향하여 이동하는 구동형 공을 포함하는 스마트 공 셋에 있어서,
   상기 구동형 공은:
   내부에 공간이 형성되는 구형상의 중앙구;
   상기 중앙구와 중심점이 일치하고 상기 중앙구를 내부 공간에 수용하는 외면구;
   상기 중앙구와 상기 외면구 사이에 배치되어 구름 운동하는 복수의 회전구;
   상기 중앙구 내부에 배치되어 상기 외면구 내면에 접촉하여 상기 외면구를 회전시키는 구동부;
   상기 중앙구 내부에 배치되는 배터리부; 및
   상기 배터리부의 전원으로 상기 리모컨과의 거리와 각도를 산정하여 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하며,
   상기 회전구의 상대적 위치를 고정하는 리테이너를 포함하며,
   상기 중앙구는 구의 중심과 무게 중심이 차이가 있어, 정지 시 항상 동일한 자세로 배치되며,
   상기 구동부는 2개의 구동모터와 각 구동모터에 회전축에 결합하는 회전원을 포함하고, 상기 회전원은 상기 중앙구에 형성된 개방부에서 돌출되어 상기 외면구 내면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 스마트 공 셋.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 리모컨은:
   내부에 공간이 형성되는 케이스;
   상기 케이스 내부에 배치되는 배터리;
   상기 배터리 전원에 의하여 전자기파를 송신하는 송신부; 및
   상기 송신부의 동작을 조작하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 공 셋.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서, 상기 제어부는 거리 이격되어 배치되는 2개의 거리 센서와 상기 거리 센서의 정보를 이용하여 리모컨과의 거리와 각도를 산정하여 상기 구동모터를 제어하는 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 공 셋.
   
7. 청구항 1에 있어서, 상기 배터리부는 베터리모듈과 외부 무선충전장치에 의하여 전원을 공급받는 무선충전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 공 셋.
   
8. 청구항 1에 있어서, 상기 외면구는 쿠션부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 공 셋.
   
9. 청구항 6에 있어서, 상기 처리부는 리모컨과의 각도에 따라 상기 2개의 구동모터의 회전속도를 달리 제어하여 구동형 공의 구동 방향을 조절하는 것을 특징으로 하는 스마트 공 셋.
   
10. 청구항 6에 있어서, 상기 처리부는 리모컨과의 거리에 따라 상기 구동모터의 기본 회전속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 스마트 공 셋.
    

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