KR102354637B1 - 무선 제어 생체모방 소금쟁이 로봇 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소금쟁이의 생체를 모방하여 물 위에 뜰 수 있고, 무선통신을 통해 용이하게 제어할 수 있는 생체모방 소금쟁이 로봇에 관한 것이다.

Description

무선 제어 생체모방 소금쟁이 로봇{WIRELESS CONTROLLED BIOMIMETIC WATER STRIDER ROBOT}
본 발명은 소금쟁이의 생체를 모방하여 물 위에 뜰 수 있도록 한 무선 제어 생체모방 소금쟁이 로봇에 관한 것이다.
최근 과학계의 연구 방향은 자연에서 볼 수 있는 디자인적인 요소들이나 생물체의 특성 연구 및 모방을 통해 인류의 과제를 해결하려는 경향이 있다.
이러한 목적하에 생체모방학(Biomimetrics)이란 학문이 탄생하였으며, 많은 연구과정을 거쳐 새로운 장치나 시스템을 개발하는데 유의미한 성과를 거두고 있다.
예컨대, 곤충 다리의 형상이나 움직임 등의 특성을 모방한 다양한 로봇이 제안되고 있다. 다리를 구비한 로봇은 바퀴를 구비한 시스템에 비해 많은 장점이 있다. 이러한 로봇은 장애물을 갖는 거친 토양을 걷거나, 수직 표면을 기어올라갈 수 있다.
한편, 종래에 물 위에 뜰 수 있는 소금쟁이 로봇이 제안된 바 있다. 소금쟁이는 표면장력과 초소수성과 같은 특성으로 많은 관심을 받아 왔으며, 꾸준히 개발되고 있다.
그러나 종래에 제안된 소금쟁이 로봇들은 유선제어, 센서 탑재공간 부족, 지지력 등의 이유로 실생활에 적용이 어려운 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1469581호(공고일: 2014.12.05.)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 소금쟁이의 생체를 모방하여 물 위에 뜰 수 있으며, 무선통신을 통해 용이하게 제어할 수 있는 생체모방 소금쟁이 로봇을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 생체모방 소금쟁이 로봇은, 소정 면적을 갖는 몸체부; 상기 몸체부의 하부에 복수 개가 이격 설치되며, 상기 몸체부를 물 위에 띄울 수 있도록 수면과 접촉되는 다리부; 상기 몸체부를 물 위에서 이동시킬 수 있도록 추진력을 제공해주는 프로펠러가 구비되는 구동부; 및 무선통신을 통해 사용자의 단말기와 연결되며, 상기 구동부를 제어해주는 제어부;를 포함할 수 있다.
이 경우 상기 다리부는, 상기 몸체부의 하부에 설치되어 상기 몸체부를 수면에서 소정높이 이격시켜주는 지지대; 및 상기 지지대의 하단에 결합되며, 수면과 접촉되는 코일 형상의 접촉부재;를 포함할 수 있다.
또한 상기 접촉부재의 상부에는, 상기 지지대를 중심으로 방사형으로 이격 형성되어 수면과 접촉 시 표면장력을 극대화해주는 복수의 보강대;를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 접촉부재는, 동일 수평선상에 배치되는 것일 수 있다.
또한 상기 구동부의 프로펠러는, 상기 몸체부의 양측에 적어도 한 쌍이 대칭으로 설치되며, 모터의 동력을 전달받아 회전하는 것일 수 있다.
또한 상기 프로펠러는, 단면이 곡선으로 형성되어 구동 시 물과의 접촉 저항을 최소화한 것일 수 있다.
또한 상기 한 쌍의 프로펠러는, 상기 몸체부의 전, 후방에 이격 설치된 다리부 사이의 공간에 배치될 수 있다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 무선 제어 생체모방 소금쟁이 로봇은, 소금쟁이의 생체를 모방하여 물 위에 뜰 수 있고, 다양한 구성 요소를 설치 적용할 수 있으며, 블루투스 등의 무선통신을 통해 용이하게 제어할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 제어 생체모방 소금쟁이 로봇의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 소금쟁이 로봇의 분해사시도,
도 3은 본 발명에 따른 다리부의 사시도 및 부분확대도,
도 4는 본 발명에 따른 다리부의 저면도,
도 5는 본 발명에 따른 소금쟁이 로봇의 평면도,
도 6은 본 발명에 따른 소금쟁이 로봇의 평면도,
도 7은 본 발명에 따른 구동부와 제어부를 보여주는 개략도,
도 8은 본 발명에 따른 소금쟁이 로봇을 제어하기 위한 블록다이어그램 및 안드로이드용 모니터링 앱을 보여주는 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 제어 생체모방 소금쟁이 로봇의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 소금쟁이 로봇의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 소금쟁이 로봇의 측면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무선 제어 생체모방 소금쟁이 로봇(100)은, 몸체부(110), 다리부(120), 구동부(130), 제어부(140)를 포함할 수 있다.
이러한 본 발명의 구성에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
몸체부(110)는 소금쟁이 로봇(100)의 주된 몸체를 이루는 것으로, 소정 면적의 판 형상으로 형성될 수 있다. 바람직하게, 몸체부(110)는 전진하는 방향으로 길게 형성된 타원형으로 형성될 수 있다.
몸체부(110)의 상면에는 후술할 구동부(130)를 제어해줌과 아울러, 사용자의 단말기(141)와 무선통신을 할 수 있도록 무선제어용 MCU 보드(111)가 결합될 수 있다. 이러한 몸체부(110)는 물 위에 뜬 상태로 작동 시 MCU 보드(111) 등에 물이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 방수 구조가 적용될 수 있다.
아울러 몸체부(110)의 저면에는 후술할 구동부(130)에 전원을 공급해줄 수 있도록 배터리(미도시)가 구비될 수 있다.
도 2를 참조하면, 다리부(120)는 몸체부(110)를 물 위에 띄울 수 있도록 수면과 접촉되는 것으로, 몸체부(110)의 하부에 복수 개가 이격 설치될 수 있다.
구체적으로, 상기 다리부(120)는 몸체부(110)의 하부에 설치되어 몸체부(110)를 수면에서 소정높이 이격시켜주는 지지대(121)와, 지지대(121)의 하단에 결합되며 수면과 접촉되는 접촉부재(123)를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 접촉부재(123)는 단면이 원통형인 코일 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라 접촉부재(123)가 수면과 접촉되는 경우 표면장력을 발생시켜 몸체부(110)가 물 위에 뜰 수 있도록 할 수 있다. 이러한 접촉부재(123)는 동일 수평선상에 배치될 수 있다.
또한 상기 접촉부재(123)의 상부에는 지지대(121)를 중심으로 방사형으로 이격 형성되는 복수의 보강대(123a)가 일체로 형성될 수 있다.
이 경우 상기 접촉부재(123)는 보강대(123a)의 하방으로 일정두께 하방으로 돌출 형성될 수 있다. 이러한 접촉부재(123)는 보강대(123a)의 구조를 통해 수면과 접촉 시 표면장력을 극대화해줄 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 보강대(123a)는 접촉부재(123)를 커버할 수 있도록 대응되는 길이로 형성될 수 있다. 아울러 평면에서 보았을 때 전체가 원형으로 형성될 수 있다. 물론 이에 한정되는 것은 아니며, 소금쟁이 로봇(100)의 속도를 향상시킬 수 있도록 상기 보강대(123a)가 일체로 형성된 접촉부재(123)를 타원형(유선형)으로 변경 적용할 수 있다.
상기 접촉부재(123)는 지지대(121)의 하단에 분리 가능하게 끼움 결합될 수 있다(도 2 참조). 따라서 복수의 다리부(120) 중 어느 하나의 접촉부재(123)가 파손되는 등 유지보수가 필요한 경우 용이하게 교체할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기와 같은 구조의 다리부(120)는 몸체부(110)의 하부 중심부에는 적어도 하나가 설치되고, 몸체부(110)의 전, 후방에 복수 개가 이격 설치될 수 있다. 본 발명에서는 다리부(120)가 몸체부(110)의 전, 후방에 각각 세 개가 설치된 경우의 일례를 들어 도시하고 설명하기로 한다. 물론 이에 한정되는 것은 아니다.
구동부(130)는 몸체부(110)를 물 위에서 이동시켜주는 것으로, 이러한 구동부(130)는 추진력을 제공해주는 프로펠러(131)가 구비될 수 있다.
구체적으로, 상기 프로펠러(131)는 몸체부(110)의 양측에 적어도 한 쌍이 대칭으로 설치될 수 있다. 프로펠러(131)는 모터(133)의 동력을 전달받아 회전 작동될 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 모터(133)는 몸체부(110)의 양측 저면에 물에 잠기지 않은 상태로 설치될 수 있다. 그리고 프로펠러(131)는 모터(133)의 동력을 전달받아 회전 작동하는 경우 프로펠러(131)의 끝단이 수면과 접촉되면서 추진력을 발생시켜주게 된다.
이러한 상기 프로펠러(131)는 단면이 곡선으로 형성될 수 있다. 따라서 모터(133)의 구동 시 프로펠러(131)가 회전되면서 물과의 접촉에 따른 저항을 최소화해줄 수 있다.
상기와 같은 한 쌍의 프로펠러(131)는 몸체부(110)의 전, 후방에 이격 설치되는 다리부(120)의 사이 공간(S)(도 5 참조)에 배치될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제어부(140)는 구동부(130)를 제어해주는 것으로, 이러한 제어부(140)는 무선통신을 통해 사용자의 단말기(141)와 연결될 수 있다. 단말기(141)는 스마트폰이나 태블릿 등일 수 있으며, 단말기(141)에 전용 어플을 설치하여 사용할 수 있다.
바람직하게, 도 8에 도시된 바와 같이, 제어부(140)는 블루투스(Bluetooth)를 이용하여 스마트폰으로 원격제어를 할 수 있으며, PWM 방식을 통해 소금쟁이 로봇(100)의 구동 속도 조절, 전 후진 및 좌우 조향이 가능하다.
또한 상기 MCU 보드(111)(도 5 참조)에는 온습도 센서(미도시)가 구비될 수 있다. 이에 따라 안드로이드용 모니터링 앱을 통한 온습도를 실시간으로 모니터링 할 수 있다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 무선 제어 생체모방 소금쟁이 로봇(100)은, 소금쟁이의 생체를 모방하여 물 위에 뜰 수 있고, 다양한 구성 요소를 설치 적용할 수 있으며, 블루투스 등의 무선통신을 통해 용이하게 제어할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 구체적인 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.
100 : 소금쟁이 로봇 110 : 몸체부
120 : 다리부 121 : 지지대
123 : 접촉부재 123a : 보강대
130 : 구동부 131 : 프로펠러
133 : 모터부 140 : 제어부
141 : 단말기

Claims (7)

  1. 소정 면적을 갖는 몸체부;
    상기 몸체부의 하부에 복수 개가 이격 설치되며, 상기 몸체부를 물 위에 띄울 수 있도록 수면과 접촉되는 다리부;
    상기 몸체부를 물 위에서 이동시킬 수 있도록 추진력을 제공해주는 프로펠러가 구비되는 구동부; 및
    무선통신을 통해 사용자의 단말기와 연결되며, 상기 구동부를 제어해주는 제어부;를 포함하고,
    상기 다리부는,
    상기 몸체부의 하부에 설치되어 상기 몸체부를 수면에서 소정높이 이격시켜주는 지지대; 및
    상기 지지대의 하단에 분리 가능하게 끼움 결합되며, 수면과 접촉되는 코일 형상의 접촉부재;를 더 포함하는 생체모방 소금쟁이 로봇.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접촉부재의 상부에는,
    상기 지지대를 중심으로 방사형으로 이격 형성되어 수면과 접촉 시 표면장력을 극대화해주는 복수의 보강대;를 더 포함하는 생체모방 소금쟁이 로봇.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접촉부재는,
    동일 수평선상에 배치되는 것인 생체모방 소금쟁이 로봇.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구동부의 프로펠러는,
    상기 몸체부의 양측에 적어도 한 쌍이 대칭으로 설치되며, 모터의 동력을 전달받아 회전하는 것인 생체모방 소금쟁이 로봇.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로펠러는,
    단면이 곡선으로 형성되어 구동 시 물과의 접촉 저항을 최소화한 것인 생체모방 소금쟁이 로봇.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 한 쌍의 프로펠러는,
    상기 몸체부의 전, 후방에 이격 설치된 다리부 사이의 공간에 배치되는 것인 생체모방 소금쟁이 로봇.
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