KR102438698B1 - 타원체형 롤링 이동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외형이 타원체 형상으로 이루어져 원활한 구름 이동이 가능할 뿐만 아니라 방향 전환과 제자리 회전, 점프 등 다양한 움직임을 자유롭게 구현할 수 있는 타원체형 롤링 이동 장치에 관한 것으로, 내부가 비어 있는 타원체 형상을 이루고 있는 외부 타원체; 상기 외부 타원체 내부에서 임의의 방향으로 회전 가능하도록 구비되며, 상기 외부 타원체 내주면의 단축 지름과 동일하거나 단축 지름보다 작은 지름을 가지며, 내부가 비어 있는 구 형상을 이루고 있는 내부 구체; 및 상기 내부 구체 내부에 구비되며, 상기 내부 구체를 임의의 방향으로 회전시키는 회전력을 생성하여 상기 내부 구체로 전달하는 회전구동부;를 포함하며, 상기 내부 구체의 회전에 따른 무게 중심의 변화와 각 운동량에 따라 상기 외부 타원체가 구름 이동하는 것을 특징으로 한다.

Description

타원체형 롤링 이동 장치{Ellipsoidal Rolling Moving Apparatus}

본 발명은 타원체형 롤링 이동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외형이 타원체 형상으로 이루어져 원활한 구름 이동이 가능할 뿐만 아니라 방향 전환과 제자리 회전, 점프 등 다양한 움직임을 자유롭게 구현할 수 있는 타원체형 롤링 이동 장치에 관한 것이다.

일반적으로 완구는 아동들이 가지고 놀게 할 목적으로 만들어 놓은 여러 가지 물건으로서, 현재에는 아동들 뿐만 아니라 성인들을 위한 완구도 다양하게 선보이고 있다.

특히, 동력에 의하여 다양한 방식으로 움직이는 완구가 선보이고 있는데, 그 중에서 구형 형상의 완구는 그 형태적 특성에 의하여 임의의 방향으로 자유롭게 이동할 수 있다는 특징을 가지고 있다.

이와 같은 구형 형상의 완구로써 대한민국 등록실용신안 제20-0305200호는 “공완구”를 제안하고 있는데, 상기 고안은 사용자가 리모콘을 이용하여 원하는 방향으로 공이 굴러가도록 하기 위하여 반원형의 제1 및 제2 케이스로 된 구체와, 상기 구체 내부에 수용되는 몸체와, 상기 몸체의 좌우 측에 각각 장착되어 정역 회전이 가능한 제1 및 제2 모터와, 상기 제1 및 제2 모터에 각각 연결되며 상기 구체 내부면과 접촉되어 회전 가능한 제1 및 제2 휠과, 리모콘으로부터 신호를 수신하여 상기 모터를 구동시키는 제어신호를 발생하는 제어부 등을 제안하고 있다.

즉, 상기 고안에 의한 공완구는 상기 구체의 내부면에 접하고 있는 상기 제1 및 제2 휠을 제어하여 상기 구체가 지면에 대하여 사용자가 원하는 방향으로 굴러갈 수 있도록 구성함으로서 사용자가 유희를 즐길 수 있도록 한 것이다.

그러나, 상기 고안에 의한 공완구는 단순히 사용자가 원하는 방향으로 공처럼 굴러가도록 할 수 있을 뿐이어서, 공완구의 움직임 등을 쉽게 예측할 수 있어 사용자가 빨리 싫증을 낼 수 있다는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 상기 고안에 의한 공완구는 사용자가 리모콘을 이용하여 공완구의 움직임을 일일이 제어하도록 구성되어 있기 때문에, 공완구가 전방의 피사체를 인지하여 스스로 정지하거나 진행 방향을 전환하는 것과 같은 능동적임 움직임을 전혀 구현할 수 없다는 문제점을 가지고 있었다.

대한민국 등록실용신안 제20-0305200호(2003.02.10. 등록)

본 발명은 사용자의 제어에 의하여 또는 자율적으로 전방 또는 후방으로 구름 이동이 가능할 뿐만 아니라, 전후좌우 방향 전환과 제자리 회전, 점프 등 다양한 움직임을 자유롭게 구현할 수 있는 타원체형 롤링 이동 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 타원체형 롤링 이동 장치는, 내부가 비어 있는 타원체 형상을 이루고 있는 외부 타원체; 상기 외부 타원체 내부에서 임의의 방향으로 회전 가능하도록 구비되며, 상기 외부 타원체 내주면의 단축 지름과 동일하거나 단축 지름보다 작은 지름을 가지며, 내부가 비어 있는 구 형상을 이루고 있는 내부 구체; 및 상기 내부 구체 내부에 구비되며, 상기 내부 구체를 임의의 방향으로 회전시키는 회전력을 생성하여 상기 내부 구체로 전달하는 회전구동부;를 포함하며, 상기 내부 구체의 회전에 따른 무게 중심의 변화와 각 운동량에 따라 상기 외부 타원체가 구름 이동하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 회전구동부는, 상기 내부 구체의 내주면에 접촉하여 상기 내부 구체를 임의의 방향으로 회전시키는 한 쌍의 바퀴와, 상기 한 쌍의 바퀴 각각에 독립적인 회전력을 생성하여 전달하는 동력부를 구비하는 구동모듈과, 상기 구동모듈의 하부에 결합되어 하방으로 하중을 가하는 무게추와, 상기 구동모듈의 동력부를 제어하는 제어모듈과, 상기 구동모듈과 제어모듈로 전력을 공급하는 전원모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 회전구동부는, 상기 내부 구체의 회전속도와 가속도, 각속도를 측정하여 상기 제어모듈로 전송하는 자세제어 센서모듈이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전구동부는, 상기 회전구동부 전방으로 광을 투사하여 피사체로부터 반사되는 광을 분석하여 공간 정보를 획득하는 자율구동 센서모듈이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 외부 타원체가 상면에 안착될 수 있으며, 외부 전력을 공급받아 무선으로 전력을 송신하는 무선전력 송신모듈을 구비하는 크래들이 더 포함되며, 상기 회전 구동부의 무게추는, 상기 크래들의 무선전력 송신모듈에서 무선으로 전송되는 전력을 수신하는 무선전력 수신모듈을 포함하며, 상기 회전 구동부의 전원모듈은, 상기 구동모듈과 제어모듈로 전력을 공급하는 배터리와, 상기 무게추의 무선전력 송신모듈에서 수신된 전력을 공급받아 상기 배터리를 충전하는 충전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 제어모듈은, 상기 무게추의 무선전력 수신모듈이 상기 크래들의 무선전력 송신모듈로부터 최대 효율로 전력을 무선 전송받을 수 있도록 상기 구동모듈의 한 쌍의 바퀴를 각각 미세 회전시켜 상기 크래들 상에서 상기 외부 타원체 및 내부 구체의 자세와 위치를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 외부 타원체가 직접 동력에 의하여 회전하는 것이 아니라, 상기 외부 타원체 내부에 구비된 내부 구체의 회전에 따른 무게 중심 변화와 각운동량에 의하여 구름 이동하도록 구성되며, 내부 구체의 회전을 제어함에 따라 전진과 후진은 물론, 좌우 방향 전환과 제자리 회전, 점프 등 다양한 움직임을 자유롭게 구현할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 사용자가 사용자 단말기 등을 이용하여 무선 통신 방식으로 회전구동부의 제어모듈로 제어명령을 송신하여 움직임을 직접 제어할 수 있도록 구성할 수 있음은 물론, 회전구동부에 자율구동 센서모듈을 구비하여 3차원 공간 정보를 획득하여 스스로 장애물을 피하면서 이동할 수 있어 사용자의 유희감을 보다 높일 수 있다는 다른 장점이 있다.

또한, 본 발명은 회전구동부의 무게추의 내부에 외부에서 무선으로 전송되는 전력을 수신할 수 있는 무선전력 수신모듈을 구비하고, 타원형 롤링 이동 장치를 거치할 수 있는 크래들에 무선전력 송신모듈을 구비함으로써, 내부 공간이 제한적인 내부 구체에 부가적인 장치를 부가하지 않더라도 외부 전력을 무선으로 수신하여 전원모듈의 배터리를 충전할 수 있다는 또다른 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 타원체형 롤링 이동 장치에 대한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 타원체형 롤링 이동 장치의 내부 구체에 대한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 타원체형 롤링 이동 장치의 내부 구체에 대한 일부 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 타원체형 롤링 이동 장치의 내부 구체에 대한 정면 투시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 타원체형 롤링 이동 장치의 회전구동부에 대한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 타원체형 롤링 이동 장치의 회전구동부에 대한 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 타원체형 롤링 이동 장치의 회전구동체에 대한 일부 분해 정면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 타원체형 롤링 이동 장치의 구동모듈에 대한 평면도이다.

이하에서 개시되는 본 발명에 의한 실시예들은 본 발명의 특징과 효과, 그것들을 달성하기 위한 방법을 명확하게 하기 위한 목적으로 예시된 것으로서 특정한 실시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 의한 실시예에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 의한 실시예에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명에 의한 실시예를 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

본 발명에 의한 실시예에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함하여 여기에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 지식을 가진 사람에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에 의한 실시예에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 타원체형 롤링 이동 장치(10)는 타원체 형상의 외부 타원체(100)와, 상기 외부 타원체(100) 내부에 구비되는 구 형상의 내부 구체(200)를 포함하여 구성되는데, 이때, 상기 내부 구체(200)는 상기 외부 타원체(100) 내부에서 임의 방향으로 회전이 가능하도록 상기 외부 타원체(100) 내주면의 단축 지름과 동일하거나 단축 지름보다 작은 지름을 가질 수가 있을 것이다.

만약 상기 내부 구체(200)의 지름이 상기 외부 타원체(100) 내주면의 단축 지름과 동일한 경우에는 보다 정밀한 이동 제어가 가능할 것이며, 상기 내부 구체(200)의 지름이 상기 외부 타원체(100) 내부면의 단축 지름보다 작은 경우에는 예측할 수 없는 다양한 비선형 움직임을 구현할 수 있을 것이다.

한편, 상기 내부 구체(200)의 내부에는 상기 내부 구체(200)를 상기 외부 타원체(100) 내부에서 임의의 방향으로 회전시키기 위한 회전력을 생성하는 회전구동부(300)가 구비되어 있는데, 상기 회전구동부(300)는 사용자의 제어에 의하여 또는 스스로 획득한 공간 정보를 분석하여 상기 외부 타원체(100)를 이동시키기 위한 상기 내부 구체(200)의 회전을 발생시키게 된다.
이를 위하여 상기 회전구동부(300)는 상기 내부 구체(200)의 내부면에 접촉하는 한 쌍의 바퀴(311)와, 상기 한 쌍의 바퀴(311) 각각에 회전력을 생성하여 전달하는 동력부(313)를 포함하는 구동모듈(310)을 구비하고 있으며, 상기 구동모듈(310)의 상부에는 전원모듈(340)과 제어모듈(330)이 구비되어 있으며, 상기 구동모듈(310)의 하부에는 무게추(320)가 구비되어 있다.

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상기 전원모듈(340)은 상기 구동모듈(310)과 제어모듈(330)에 필요한 전력을 공급하게 되는데, 상기 회전구동부(300)의 상하 무게 배분 등을 고려하여 상기 제어모듈(330)과 구동모듈(310) 사이에 위치하는 것이 바람직할 것이다.

상기 제어모듈(330)은 상기 전원모듈(340)의 상부에 위치하여 상기 구동모듈(310)의 동력부(313)를 제어하게 되는데, 상기 동력부(313)를 제어함으로써 결국 상기 한 쌍의 바퀴(311)의 회전 여부나 회전 방향, 회전 속도 등을 임의로 제어할 수 있게 된다.

상기 제어모듈(330)은 사용자로부터 직접 제어명령을 수신하거나, 또는 스스로 획득한 공간 정보를 분석하여 제어명령을 생성하게 되는데, 사용자로부터 직접 제어명령을 수신하기 위해서는 무선 통신 방식을 이용하게 된다. 즉, 상기 제어모듈(330)에 블루투스 모듈 등과 같은 무선 통신 모듈(도면에는 미도시)을 구비하여 사용자의 스마트폰 등 사용자 단말기와 무선 통신으로 연결될 수 있도록 하며, 사용자는 사용자 단말기에 설치되어 있는 별도의 어플리케이션으로 상기 타원체형 롤링 이동 장치(10)의 움직임을 제어할 수 있도록 구성할 수 있을 것이다.

또한, 상기 제어모듈(330)은 사용자가 미리 생성한 패턴에 의하여 움직일 수 있도록 구성할 수도 있을 것인데, 사용자는 사용자 단말기에 설치된 어플리케이션을 통하여 다양하고 이색적인 움직임 패턴을 생성하여 무선 통신으로 상기 제어모듈(330)로 전송할 수 있을 것이며, 상기 제어모듈(330)은 별도의 메모리(도면에는 미도시)에 사용자가 생성한 다수의 패턴을 저장하여 두다가 사용자가 다시 이용하도록 구성할 수도 있을 것이다.

아울러, 상기 제어모듈(330)이 사용자의 제어가 아니라 자율 주행과 유사하게 스스로 제어명령을 생성하여 상기 구동모듈(310)을 제어할 수도 있을 것인데, 이를 위해서는 상기 회전구동부(300)에 별도의 자율구동 센서모듈을 구비하는 것이 필요할 것이다.

상기 자율구동 센서모듈로는 전방으로 투사되어 피사체로부터 반사되는 광을 분석하여 공간 정보를 획득할 수 있는 TOF(Time of Flight) 센서가 대표적으로 이용될 수 있으며, 이외에도 다양한 센서를 이용하여 구현할 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 제어모듈(330)에 의하여 제어되는 구동모듈(310)은 앞서 언급하였듯이 한 쌍의 바퀴(311)와 상기 한 쌍의 바퀴(311) 각각을 독립적으로 회전 구동하는 동력부(313)를 포함하고 있는데, 상기 한 쌍의 바퀴(311)는 각각의 바퀴(311) 하면이 상기 내부 구체(200)의 내주면에 접하여 바퀴(311)가 회전함에 따라 상기 내부 구체(200)가 회전하게 된다.

이 때, 상기 한 쌍의 바퀴(311)는 일반적인 고무 소재의 원반 형태의 바퀴를 이용할 수도 있겠지만, 도 7 등에 도시되어 있는 바와 같이 바퀴(311)의 내측에서 외측으로 갈수록 바퀴의 지름이 작아지면서 경사를 이루고 있는 형태의 바퀴를 이용하는 것이 상기 내부 구체(200)의 내주면에 접하는 면적이 켜져 충분히 회전력을 전달하는데 유리할 것이다.

아울러, 상기 한 쌍의 바퀴(311)는 반드시 독립적으로 구동되어야 할 것이므로, 이를 위하여 도 8에 도시되어 바와 같이 개별적으로 작동하는 2개의 모터(314)와, 각각의 모터(314)에서 생산된 회전력을 각각의 바퀴(311)로 전달하는 2개의 기어(315) 등으로 상기 동력부(313)를 구성하는 것이 바람직할 것이다.

이와 같이 구성된 상기 구동모듈(310)은 상기 제어모듈(330)과 전원모듈(340)의 하부에 위치하게 되는데, 상기 모터(314)와 기어(315) 등을 보호하기 위하여 커버(312)를 구비할 수 있을 것이며, 이 경우 바퀴(311)는 상기 커버(312)의 외측으로 노출되어 있어야 함은 당연할 것이다.
또한, 상기 커버(312)의 외면에는 구체(200)와의 마찰접촉을 최소화하고 간격을 유지할 수 있게 등간격으로 구비되는 간격유지돌기(301)를 형성한 것이다.

상기 구동모듈(310)의 하부, 즉 상기 회전구동부(300)의 최하단에는 상기 무게추(320)가 구비되어 있는데, 상기 무게추(320)는 상기 내부 구체(200) 내에서 상기 회전구동부(300)가 중심을 잡을 수 있도록 함과 아울러 상기 회전구동부(300)의 하방으로 중력을 가하여 상기 한 쌍의 바퀴(311)가 상기 내부 구체(200)의 내주면에 보다 밀착할 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.

또한, 상기 회전구동부(300)의 무게추(320)는 한 쌍의 바퀴(311)가 자유자재로 회전하면서 상기 내부 구체(200)를 자유자재로 회전시킬 때 무게중심의 변화를 확실하게 이끌어 내어 상기 외부 타원체(100)가 구름 이동하도록 도와주는 역할도 하게 된다.

상기 무게추(320)는 상기 내부 구체(200) 내에서 가장 하부에 위치하고 있기 때문에, 도면에 도시된 바와 같이 하면이 상기 내부 구체(200)의 내주면에 대응되는 구체로 형성하는 것이 공간 활용에 바람직할 것이며, 앞서 언급한 역할들을 수행할 수 있도록 일정 이상의 질량을 가지도록 형성하여야 할 것은 당연할 것이다.

한편, 상기 타원체형 롤링 이동 장치(10)는 상기 구동모듈(310)의 한 쌍의 바퀴(311)에 의하여 직접 이동하는 것이 아니라, 상기 구동모듈(310)의 한 쌍의 바퀴(311)에 의하여 회전하는 상기 내부 구체(200)의 회전에 의하여 상기 외부 타원체(100)가 구름 이동하도록 구성되어 있기 때문에, 상기 구동모듈(310)의 한 쌍의 바퀴(311)의 회전 속도나 회전 방향을 모니터링하는 것도 중요하지만, 상기 내부 구체(200) 자체의 회전 속도나 가속도, 각속도 등을 모니터링 하는 것이 보다 더 중요하다.

이를 위하여, 상기 회전구동부(300)에 상기 구동모듈(310)에 의하여 회전하는 상기 내부 구체(200)의 회전속도와 가속도, 각속도 등을 측정할 수 있는 자세제어 센서모듈을 더 구비하도록 하며, 상기 자세제어 센서모듈에서 수집된 데이터는 상기 제어모듈(330)로 전송되어 상기 구동모듈(310)을 제어하는데 사용하도록 한다.

참고적으로 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 앞서 언급한 자율구동 센서모듈과 상기 자세제어 센서모듈 등을 상기 제어모듈(330)과 별개의 구성으로 구분하였지만, 일반적으로는 상기 제어모듈(330)에 상기 자율구동 센서모듈과 자세제어 센서모듈 등이 일체로 구성될 것이다.

아울러, 상기 회전구동부(300)의 구동모듈(310)과 제어모듈(330)을 구동하기 위해서는 전력이 필요할 것인데, 이를 위하여 앞서 언급하였듯이 상기 회전구동부(300)에 전원모듈(340)이 마련되어 있으며, 상기 타원체형 롤링 이동 장치(10)는 움직이는 장치이기 때문에 전원 케이블 등을 이용하여 유선으로 필요한 전력을 공급하는 것이 불가능하기 때문에 상기 전원모듈(340)은 배터리를 내장하도록 구성하여야 할 것이다.

또한, 상기 타원체형 롤링 이동 장치(10)는 외부 타원체(100)와 내부 구체(200)로 이중으로 구성되어 있기 때문에, 배터리를 교체하도록 구성하는 것은 사용자에게 매우 번거롭기 때문에, 필요시 충전할 수 있도록 충전형 배터리로 구성하는 것이 바람직할 것이다.

배터리를 충전형으로 구성하는 경우, 상기 전원모듈(340)은 상기 배터리와, 외부 전력을 공급받아 상기 배터리에 충전 전력을 공급하는 충전부를 구비하여야 할 것이며, 케이블 등 유선으로 상기 충전부로 외부 전력을 공급할 수도 있겠지만 보다 사용의 편의성을 위해서는 무선으로 전력을 공급하는 것도 고려해 볼 수 있을 것이다.

이 경우, 외부 전력을 공급받아 무선으로 전력을 송신할 수 있는 장치가 더 필요할 것이며, 상기 전원모듈(340)에는 무선 전력을 수신하는 장치가 더 구비되어 있어야 할 것은 당연할 것이다.

그러나, 상기 내부 구체(200)의 내부 공간은 한정되어 있기 때문에, 상기 전원모듈(340)에 별개의 무선 전력 수신 장치를 구비하는 것은 바람직하지 않을 것이 분명하며, 본 발명의 일실시예에서는 이를 해결하기 위하여 상기 회전구동부(300)의 최하부에 위치하고 있는 상기 무게추(320)에 무선전력 수신모듈을 구성하도록 하고 있다.

상기 타원체형 롤링 이동 장치(10)는 외형이 타원체로 이루어져 있기 때문에 사용하지 않을 때에는 임의로 굴러가지 않도록 안착될 수 있는 별도의 크래들(도면에는 미도시)이 필요할 것이며, 상기 크래들 내부에 외부 전력을 공급받아 상기 무게추(320)의 무선전력 수신모듈로 전력을 무선으로 송신하는 무선전력 송신모듈을 구비하는 것이 사용성 등의 측면에서 바람직할 것이다.

상기 크래들 상에 상기 타원체형 롤링 이동 장치(10)를 올려 놓았을 경우에, 상기 무게추(320)의 무선전력 수신모듈과 상기 크래들의 무선전력 송신모듈의 위치가 어긋나 있는 경우가 발생할 수도 있을 것인데, 이와 같은 경우 전력 송수신 효율이 떨어지게 될 것이다.

이러한 경우를 해결하기 위하여, 상기 회전구동부(300)의 제어모듈(330)은 상기 구동모듈(310)을 미세 제어함으로써 상기 크래들의 무선전력 송신모듈 상의 최적의 위치에 상기 무게추(320)의 무선전력 수신모듈이 위치하도록 하여 최대 효율로 전력을 송수신할 수 있도록 하는 것이 바람직할 것이다.

한편, 상기 회전구동부(300)의 제어모듈(330) 등에 LED와 같은 다양한 색상의 발광소자(도면에는 미도시)를 구비하여 사용자가 상기 타원체형 롤링 이동 장치(10)를 가지고 놀 때 내부에서 다양한 색상을 발현하도록 구성하도록 할 수도 있을 것인데, 이 경우에는 상기 외부 타원체(100)와 내부 구체(200)를 광 투과성 재질로 제작하여야 하는 것은 당연할 것이다.

다음에는 본 발명의 일실시예에 의한 타원체형 롤링 장치의 움직임에 대하여 간략하게 설명하도록 한다.

먼저, 상기 타원체형 롤링 장치가 전방 또는 후방으로 직선 이동을 하기 위해서는 상기 구동모듈(310)의 한 쌍의 바퀴(311)가 동일한 속도를 가지며 동일한 방향으로 회전하도록 제어한다.

이와 같이 상기 구동모듈(310)의 한 쌍의 바퀴(311)가 동일한 속도를 가지며 동일한 방향으로 회전함에 따라 상기 내부 구체(200) 또한 상기 한 쌍의 바퀴(311)가 회전하는 방향으로 회전하게 될 것이다.

상기 내부 구체(200)가 전방 또는 후방으로 회전함에 따라 무게 중심이 앞으로 또는 뒤로 이동하게 될 것이며, 상기 내부 구체(200)의 운동량이 상기 외부 타원체(100)로 전달되어 상기 외부 타원체(100)는 최종적으로 앞으로 또는 뒤로 구름 이동하게 된다.

상기 타원체형 롤링 장치가 방향 전환을 하도록 하기 위해서는 전환하려는 방향에 위치하는 바퀴(311)는 회전하지 않거나 상대적으로 저속으로 회전하도록 하고, 반대쪽 바퀴(311)는 특정 속도로 회전하도록 제어한다.

이때, 전환하려는 방향에 위치하는 바퀴(311)가 회전하지 않도록 제어하는 경우에는 상기 타원체형 롤링 장치가 정지된 상태에서 방향을 전환하게 되며, 전환하려는 방향에 위치하는 바퀴(311)가 상대적으로 저속으로 회전하도록 제어하는 경우에는 상기 타원체형 롤링 장치가 전방 또는 후방으로 진행하면서 방향 전환을 하게 될 것이다.

이와 같이 상기 구동모듈(310)의 바퀴(311)의 회전을 제어함에 따라 상기 내부 구체(200)는 전환하려는 방향으로 연속적으로 회전하게 되며, 상기 내부 구체(200)가 특정 방향으로 회전함에 따라 각 운동량이 상기 외부 타원체(100)로 전달되어 상기 외부 타원체(100)는 최종적으로 특정 방향으로 전환하게 된다.

한편, 상기 전환하려는 방향에 위치하는 바퀴(311)가 회전하지 않는 상태에서 반대쪽 바퀴(311)를 고속으로 계속하여 회전하도록 제어하는 경우에는 상기 내부 구체(200)는 특정 방향으로 고속으로 계속하여 회전하게 될 것이며, 이 경우에 상기 외부 타원체(100)는 제자리에서 특정 방향으로 연속하여 회전하는 움직임을 구현하게 될 것이다.

일반적인 구름 이동 이외에도, 상기 구동모듈(310)의 한 쌍의 바퀴(311)를 동일한 방향으로 순간적으로 급가속 회전을 시키는 경우에는 상기 구동모듈(310)의 무게추(320)가 상기 내구 구체의 내부에서 상방으로 급격하게 이동하게 되면서 최종적으로는 상기 타원체형 롤링 이동 장치(10)가 상방으로 점프하는 동작을 구현하게 될 것이다.

이상에서 설명한 상기 타원체형 롤링 이동 장치(10)의 움직임 이외에도 다양한 방식으로 상기 구동모듈(310)의 바퀴(311)를 회전시켜 상기 내부 구체(200)를 회전시키고 최종적으로 상기 외부 타원체(100)의 독특한 움직임을 구현할 수 있음은 물론이다.

이상에서 본 발명을 구체적인 실시예를 들어 상세하게 설명하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정한 것은 아니다. 따라서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 지식을 가진 사람이라면 본 발명의 기술적 사상의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 다양한 변형이 제공될 수 있다.

10 - 타원체형 롤링 이동 장치
100 - 외부 타원체
200 - 내부 구체
300 - 회전구동부
301 - 간격유지돌기
310 - 구동모듈
311 - 바퀴 312 - 커버
313 - 동력부 314 - 모터
315 - 기어
320 - 무게추
330 - 제어모듈
340 - 전원모듈

Claims (6)

1. 내부가 비어 있는 타원체 형상을 이루고 있는 외부 타원체;
   상기 외부 타원체 내부에서 임의의 방향으로 회전 가능하도록 구비되며, 상기 외부 타원체 내주면의 단축 지름과 동일하거나 단축 지름보다 작은 지름을 가지며, 내부가 비어 있는 구 형상을 이루고 있는 내부 구체; 및
   상기 내부 구체 내부에 구비되며, 상기 내부 구체를 임의의 방향으로 회전시키는 회전력을 생성하여 상기 내부 구체로 전달하는 회전구동부;를 포함하며,
   상기 내부 구체의 회전에 따른 무게 중심의 변화와 각 운동량에 따라 상기 외부 타원체가 구름 이동하게 구성하고;
   상기 내부 구체는 상기 외부 타원체 내부에서 임의 방향으로 회전이 가능하도록 상기 외부 타원체 내주면의 단축 지름보다 작은 지름을 가질 수가 있게 구성하며;
   상기 회전구동부는,
   상기 내부 구체의 내주면에 접촉하여 상기 내부 구체를 임의의 방향으로 회전시키는 한 쌍의 바퀴와, 상기 한 쌍의 바퀴 각각에 독립적인 회전력을 생성하여 전달하는 동력부를 구비하는 구동모듈과,
   상기 구동모듈의 하부에 결합되어 하방으로 하중을 가하는 무게추와,
   상기 구동모듈의 동력부를 제어하는 제어모듈과,
   상기 구동모듈과 제어모듈로 전력을 공급하는 전원모듈을 포함하여 구성하며;
   상기 구동모듈은 상기 제어모듈과 전원모듈의 하부에 위치하게 되는데, 모터와 기어를 보호하기 위하여 커버를 구비하며, 바퀴는 상기 커버의 외측으로 노출되게 구성되고,
   바퀴가 내부 구체의 내주면에 접하는 면적이 켜져 충분히 회전력을 전달하는데 유리하게 바퀴의 내측에서 외측으로 갈수록 바퀴의 지름이 작아지면서 경사를 이루게 형성하고;
   상기 커버의 외면에는 구체와의 마찰접촉을 최소화하고 간격을 유지할 수 있게 등간격으로 구비되는 간격유지돌기를 형성하며;
   상기 외부 타원체가 상면에 안착될 수 있으며, 외부 전력을 공급받아 무선으로 전력을 송신하는 무선전력 송신모듈을 구비하는 크래들이 더 포함되며,
   상기 회전 구동부의 무게추는,
   상기 크래들의 무선전력 송신모듈에서 무선으로 전송되는 전력을 수신하는 무선전력 수신모듈을 포함하며,
   상기 회전 구동부의 전원모듈은,
   상기 구동모듈과 제어모듈로 전력을 공급하는 배터리와, 상기 무게추의 무선전력 송신모듈에서 수신된 전력을 공급받아 상기 배터리를 충전하는 충전부를 포함하며;
   상기 제어모듈은,
   상기 무게추의 무선전력 수신모듈이 상기 크래들의 무선전력 송신모듈로부터 최대 효율로 전력을 무선 전송받을 수 있도록 상기 구동모듈의 한 쌍의 바퀴를 각각 미세 회전시켜 상기 크래들 상에서 상기 외부 타원체 및 내부 구체의 자세와 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 타원체형 롤링 이동 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전구동부는,
   상기 내부 구체의 회전속도와 가속도를 측정하여 상기 제어모듈로 전송하는 자세제어 센서모듈이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 타원체형 롤링 이동 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전구동부는,
   상기 내부 구체의 회전속도와 각속도를 측정하여 상기 제어모듈로 전송하는 자세제어 센서모듈이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 타원체형 롤링 이동 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전구동부는,
   상기 회전구동부 전방으로 광을 투사하여 피사체로부터 반사되는 광을 분석하여 공간 정보를 획득하는 자율구동 센서모듈이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 타원체형 롤링 이동 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전구동부의 제어모듈에 LED와 발광소자를 구비한 것을 특징으로 하는 타원체형 롤링 이동 장치.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 외부 타원체와 내부 구체를 광 투과성 재질로 형성한 것을 특징으로 하는 타원체형 롤링 이동 장치.

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