KR20010045881A - 마이크로 로봇 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로 로봇 시스템에 관한 것으로 특히, 액정 화면으로 이뤄진 스테이지 위에 위치하여, 로봇 저면의 센서를 통하여 정보를 수신하며 이에따라 다양한 동작모드로 작동하는 마이크로 로봇 시스템에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명에 따른 마이크로 로봇 시스템은 적외선을 발광하여 반사광을 수광하는 전면센서부와, 흑색과 백색을 구별하여 검출하는 저면센서부와, 로봇을 물리적으로 이동시키는 구동부와, 전면센서부와 저면센서부로부터 감지된 결과에 따라 구동부를 제어하여 로봇을 동작시키는 마이크로 프로세서를 포함하여 이루어진 마이크로 로봇과; 액정화상 출력장치로 이루어진 스테이지로 구성되며,

이에 따라, 다양한 주행을 위해서 컴퓨터에 의하여 임의의 화상을 출력하도록 액정 화상 출력장치인 스테이지의 변경이 용이하며, 또한 로봇 저면에 장착한 반사형 적외선 센서를 통하여 바닥의 색깔을 인식하여 모드를 설정 변경 토록 구성하므로써, 작동방법을 용이하게 단순화하는 효과가 있다.

Description

마이크로 로봇 시스템{MICRO ROBOT SYSTEM}

본 발명은 마이크로 로봇 시스템에 관한 것으로 특히, 액정 화면으로 이뤄진 스테이지 위에 위치하여, 로봇 저면의 센서를 통하여 정보를 수신하며 이에따라 다양한 동작모드로 작동하는 마이크로 로봇 시스템에 관한 것이다.

종래의 마이크로 로봇 시스템은 전면 또는 측면 센서를 통해 물체를 감지하여 미로를 통과하거나 또는 로봇 저면에 반사형 적외선 센서를 구비하여 흑색 또는 백색을 감지하여 바닥에 미리 그려진 검은색 라안을 따라 주행하는 라인트레이서 정도의 단순한 기능만을 갖고 있었으며 따라서, 로봇이 다양한 주행을 하기 위해서는 로봇이 주행할 검은색 라인이나 미로를 새로 교체해야만 하는 불편과 번거러움이 있었다. 또한, 다양한 동작 모드를 갖는 마이크로 로봇 시스템에 경우는 그 모드 설정과 변경이 불편하여 작동의 용이함을 저해하는 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 컴퓨터에 의하여 임의의 화상을 출력하는 액정표시장치로 이루어진 스테이지 위에서, 이 스테이지 상에 출력되는 화상 정보를 수신하여 이에 따라, 다양한 임의의 모드로 주행 및 동작하는 마이크로 로봇 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은 적외선을 발광하여 반사광을 수광하는 전면센서부와, 흑색과 백색을 구별하여 검출하는 저면센서부와, 로봇을 물리적으로 이동시키는 구동부와, 전면센서부와 저면센서부로부터 감지된 결과에 따라 구동부를 제어하여 로봇을 동작시키는 마이크로 프로세서를 포함하여 이루어진 마이크로 로봇과; 액정화상 출력장치로 이루어져, 이 마이크로 로봇이 주행하는 스테이지로 구성된다.

도 1 은 본 발명에 따른 마아크로 로봇의 외관을 도시한 사시도.

도 2 는 본 발명에 따른 마이크로 로봇의 내부 회로를 도시한 회로도.

도 3 은 본 발명에 따른 마이크로 로봇의 바퀴 동작을 도시한 저면도.

도 4 는 본 발명에 의한 마이크로 로봇의 기능별 동작순서를 도시한 순서도.

도 5a 내지 도 5e 는 본 발명의 모드 판별 동작을 나타낸 사시도.

도 6 은 본 발명에 따른 마아크로 로봇 시스템의 사용 상태도.

[도면의 주요부분에 대한 부호 설명]

10 : 마이크로 로봇, 50 : 스테이지, 60 : 콘트롤 라인, 70 : 컴퓨터.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 마이크로 로봇의 외관을 도시한 사시도이다.

본 발명에 따른 마이크로 로봇(10)은 전면에 적외선을 발광하여 반사광을 수광하는 전면센서부(11)를 형성하고 로봇 저면에는 반사광에의해 흑/백색을 구별하여 검출하는 네 개의 반사형 적외선 센서(12a 내지 12d)가 각 모서리 마다 형성되어 있으며 또한, 회전에 의하여 로봇을 임의의 방향으로 이동시키는 두 개의 바퀴(13a 및 13b)를 저면 양측면에 구비하고 있다.

도2는 본 발명에 따른 마이크로 로봇의 내부 회로를 도시한 회로도이다.

본 발명에 따른 마이크로 로봇의 전면센서부(10)는 마이크로 프로세서(20)의 제어에의해 임의의 코드의 적외선을 발광하는 적외선 LED(PDT1, PDT2)와 이 적외선 LED(PDT1, PDT2)로부터 발광된 적외선의 반사광을 수광하여 이를 전기적 신호로 변환하여 마이크로 프로세서(20)로 출력하는 적외선 수광센서(PDR1, PDR2)로 이루어지며, 이 수광센서(PDR1, PDR2) 출력 신호가 마이크로 프로세서(20)로 입력되는 것을 제한할 수 있는 푸쉬 스위치(SW)도 구비되어 있다. 여기서, 적외선 수광 센서(PDR1, PDR2)에 간단한 미분 회로를 추가로 구비하면 외란광에 의한 시스템의 오동작을 방지할 수도 있다.

그리고, 로봇 저면에 위치한 저면 센서부(30)는 네 개의 반사형 적외선 센서(PR1 내지 PR4 )들로 이루어져 로봇 저면의 바닥이 백색 또는 흑색인지를 판별하여 이에 상응하는 신호를 발생시켜 마이크로 프로세서(20)로 출력한다.

또, 로봇 저면 양측면에 평행하게 위치한 두 개의 바퀴(13a, 13b)는 두 개의 구동모터(MTR1, MTR2)에 의해 회전하며, 이 두 구동모터(MTR1, MTR2)는 인터페이스회로(도시 생략)를 통하여 마이크로 콘트롤러(20)에 의하여 각각 제어되어 회전하게된다. 예를 들어, 도3에 도시된 바와 같이 마이크로 프로세서(20)의 A2단자의 출력이 "High"이고 A3단자의 출력이 "Low"이면 좌측바퀴(13b)는 전방 진행방향으로 회전하고 A2, A3단자의 출력이 각각 "Low", "High"이면 후방 진행방향으로 회전한다. 또, 우측바퀴(13a)는 A0, A1단자의 출력이 각각 "High", "Low"이면 전방 진행방향으로 회전하고 A0, A1단자의 출력이 각각 "Low", "High"이면 후방 진행방향으로 회전한다. A0, A1, A2, A3 단자의 출력이 모두 "Low"일 경우는 회전하지 아니하여 정지한다.

이처럼, 마이크로 프로세서는 두 개의 구동모터(MTR1, MTR2)를 각각 독립적으로 제어하여 좌/우측 바퀴를 구동함으로써, 마이크로 로봇(10)을 진행시키며 진행방향을 임의로 제어할 수 있게된다. 또한, 구동모터를 구동시킴에 있어서 펄스 폭 변조방식을 이용하면 바퀴(13a, 13b)의 회전속도도 제어할 수 있다.

이하, 도4 및 도5를 참조하여 본 발명에 따른 마이크로 로봇의 동작을 설명한다.

도4는 본 발명에 의한 마이크로 로봇의 기능별 동작순서를 도시한 플로우차트이다.

먼저, 로봇의 내부 시스템이 리셋되는 초기화를 거친다. 이 때, 로봇의 저면에 위치한 반사형 적외선 센서들이 동작하여 로봇이 놓인 바닥면의 색이 흑색인지 백색인지를 인지한다.

본 발명에 따른 마이크로 로봇은 상기 과정을 통하여 네 가지 동작모드중 한가지 동작모드로 동작하게된다. 모드선택의 구체적인 예는 첨부된 도5a 내지 도5e를 참조하여 설명한다.

초기화가 진행된 상태에서 마이크로 로봇(10)은 저면에 위치한 네 개의 반사형 적외선 센서들이 수초동안 동작하게된다. 이 때, 로봇을 도5a에 도시한 바와 같은 흑색과 백색으로 섹션이 나누어진 섹션판(40)위에 올려 놓아 네 개의 반사형 적외선 센서들로부터 입력되는 색깔을 조합하여 마이크로프로세서는 동작모드를 결정하게 된다.

즉, 반사형 적외선 센서는 백색을 검출하면 "Low"신호를 흑색에서는 "High"신호를 출력한다.

본 발명의 실시예는 씨름1 모드, 씨름2 모드, 라인 트레이서 모드, 추적 모드 등의 네 가지 서로다른 모드로 동작한다.

도5a와 같이 섹션판(40)의 좌상,우상,우하,좌하(이하 동순)의 색깔이 각각 흑,백,흑,백인 경우는 라인 트레이서 모드로 동작하고, 도5b의 섹션판과 같이 색깔이 백,백,흑,흑이면 반사형 적외선 센서는 "L","L","H","H"의 신호를 출력하게 되며 이에 따라, 마이크로 프로세서는 로봇을 추적모드로 동작시킨다.

섹션판의 색깔이 모두 백색인 도5c와 같은 경우는 로봇은 씨름1 모드로 동작한다.

도5d 및 도5e 에 도시된 바와 같이 섹션판의 색깔이 흑,백,백,백 또는 백,흑,백,백이면 로봇은 씨름2 모드로 동작하며, 이 때 전면센서부의 적외선 LED를 통하여 서로 다른 코드의 적외선을 발광하게된다.

이하, 로봇의 각 모드별 구체적 동작을 설명한다.

도4의 플로우차트에서, 초기화를 거친 후 상술한 과정을 통하여 각 모드를 식별한 후 각 모드별로 다음과 같이 동작한다.

씨름1 모드의 경우, 전면센서부(11)를 통하여 로봇 전방의 물체를 감지하고 물체가 감지되면, 물체 방향으로 로봇의 진행방향을 수정하며 고속으로 전진하도록 동작하여 충돌하도록 작동한다. 이와 같은 동작으로 둘 이상의 로봇을 동작시켜 서로 부딪치며 밀어내는 등의 게임을 진행할 수 있다.

씨름2 모드의 경우, 전면센서부(11)를 통하여 로봇 전방의 물체를 감지한다. 이 때, 상대 물체(로봇)에서 발광하는 임의의 코드의 적외선을 수광센서(PDR1, PDR2)를 통하여 감지하여 자신의 코드와 일치하는지를 비교한다. 코드가 일치하지 않으면, 상대(로봇)를 적으로 인식하여 상술한 씨름1 모드의 이 후 동작과 동일하게 동작한다.

코드가 일치할 경우는 상대(로봇)를 한 팀으로 인식하여 또다른 물체(로봇)를 탐색하여 상기 과정을 반복 진행한다. 이와 같은 동작으로 셋 이상의 로봇을 동시에 동작시켜 팀을 이루어 게임을 진행할 수 있다.

라인 트레이서 모드의 경우, 로봇 저면에 위치한 반사형 적외선 센서(PR1 내지 PR4)를 동작시켜 로봇 바닥면의 색깔을 감지한다. 바닥면의 색깔이 흑 또는 백인지에 따라 로봇 좌우바퀴의 회전 속도를 제어하여 바닥에 그려진 검은색 라인을 따라 저속으로 진행하도록 동작한다.

추적 모드인 경우, 전면센서부(11)가 동작하여 전방의 물체를 감지한 후, 그 물체 방향으로 저속으로 진쟁하도록 작동하여 그 물체를 계속 따라다니도록 동작한다.

도6은 본 발명에 따른 마이크로 로봇 시스템의 사용 상태도이다.

본 발명에 따른 마이크로 로봇 시스템은 로봇(10)의 주행할 수 있는 스테이지(50)로서 컴퓨터에의해 임의의 화상을 출력하는 액정화상 출력장치를 이용한다.

따라서, 하나 이상의 로봇(10)이 액정화상 출력장치로 이루어진 스테이지(50) 위에서 주행을 하게된다.

컴퓨터(70)를 이용하여 콘트롤 라인(60)을 통해 스테이지(50)위에 임의의 화상을 출력할 수 있으므로, 라인 트레이서 모드로 동작할 경우 검은색 라인을 사용자가 임의대로 얼마든지 변경이 가능하며, 또한, 모드 식별을 위한 섹션판도 액정화상 출력장치로 이루어진 스테이지(50)를 이용하면 대체가 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 컴퓨터에 의하여 임의의 화상을 출력하는 액정표시장치를 로봇이 주행하는 스테이지로 이용하고, 컴퓨터를 이용하여 사용자가 임의로 스테이지를 통하여 출력되는 화상정보를 변경할 수 있도록 구성하므로써 종래와 같이, 다양한 주행을 하기 위해서 로봇이 주행할 검은색 라인이나 미로를 새로 교체해야만 하는 불편을 해소할 수 있으며, 또한 로봇 저면에 장착한 반사형 적외선 센서를 통하여 바닥의 색깔을 인식하여 모드를 셀정 변경 토록 구성하므로써, 작동방법을 용이하게 단순화하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 마이크로 프로세서에 의해 제어되는 마이크로 로봇 시스템에 있어서,

   로봇 전면에 위치하여, 적외선을 발광하여 반사광을 수광하는 전면센서부와;

   로봇 저면에 위치하여, 흑색과 백색을 구별하여 검출하는 저면센서부와;

   로봇을 물리적으로 이동시키는 구동부와;

   상기 전면센서부와 상기 저면센서부로부터 감지된 결과에 따라 상기 구동부를 제어하여 로봇을 동작시키는 마이크로 프로세서를 포함하여 이루어진 것이 특징인 마이크로 로봇과;

   상이 마이크로 로봇이 주행하는 스테이지로 구성된 것이 특징인 마이크로 로봇 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 스테이지는 컴퓨터에 의하여 임의의 화상을 출력하는 액정화상 출력장치로 이루어진 것이 특징인 마이크로 로봇 시스템.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 구동부는 로봇 저면부 양측면에 평행하게 위치한 두 개의 바퀴와;

   상기 두 개의 바퀴를 각각 회전시키는 제1모터 및 제2모터와;

   상기 마이크로 프로세서의 제어에 따라 상기 제1 및 제2모터를 각각 구동하는 인터페이스회로를 포함하여 이루어진 것이 특징인 마이크로 로봇 시스템.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 전면센서부는 적외선을 발광하는 적외선 LED와;

   상기 적외선 LED로부터 발광된 적외선의 반사광을 수광하여 물체를 인식하는 적외선 수광센서를 포함하여 이루어진 것이 특징인 마이크로 로봇 시스템.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 저면센서부는 반사광에의해 흑/백색을 구별하는 네 개의 반사형 적외선 센서로 이루어지며 상기 네 개의 반사형 적외선 센서 각각을 로봇 저면 외각에 형성한 것이 특징인 마이크로 로봇 시스템.