KR200218899Y1

KR200218899Y1 - 대화식 동작 표현 완구

Info

Publication number: KR200218899Y1
Application number: KR2020000030894U
Authority: KR
Inventors: 안경철
Original assignee: 주식회사자미나
Priority date: 2000-11-04
Filing date: 2000-11-04
Publication date: 2001-04-02
Also published as: US6454626B1; US20020055320A1; AU2001256843A1; WO2002036228A1

Abstract

본 고안은 대화식 동작 표현 완구에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 대화하면서 일어날 수 있는 다양한 동작을 구현하는 기구적 메커니즘을 적용한 비교적 소형이면서 7가지의 독립적 메카니즘을 이용하여 다양한 대화제스처가 가능토록 한 대화식 동작 표현 완구를 제공코자 하는 것이다.

즉, 본 고안에서 제공하는 대화식 동작 표현 완구(1)는 완구(1)를 구성하는 두부(2)가 상하, 그리고 좌우 및 전후로 자유자재로 움직일 수 있도록 두부(2)를 구동하는 목 중심의 유니버셜조인트(25)에 의해 회전중심을 공유하면서 상호 동작에 영향을 받지 않는 형태로 고안이 되어 있어 자연스러운 두부(2) 동작표현을 행할 수 있는 것이며, 입(3)부위의 동작을 상하부 부재(15,16)가 동시에 움직이도록 하여 사실감을 주는 완구(1)를 제공할 수 있고, 그리고 2관절 형태로 팔(40)이 상하로 작동될 수 있는 것이며, 허리부(47)를 기점으로 완구(1)가 좌우로 시이소 운동을 행할 수 있는 등 대화식 작동완구로서 다양한 제스처를 사실감있게 구현할 수 있어 아동들에게 신기감 제공과 함께 교육용 완구로서도 그 기능을 최대한 활용할 수 있는 등 다수의 효과를 제공하는 것이다.

Description

대화식 동작 표현 완구{A reactionary toy having communication means}

동작완구 개발의 일반적인 경향은 단순 반복운동과 완구의 형상에 부합하는 동작을 표현하는데 주력하는 편이며, 섬세하면서도 사실적인 동작은 판매 가격 및 개발비용의 부담으로 인하여 기획단계에서 제외되면서 기술이 다른 분야에 비해 상당히 낙후되어 있는 실정이다.

그러나 이러한 동작완구의 주된 수요계층인 아동들의 경우 교육수준의 향상으로 의식수준이 높아지면서 작금의 단순한 동작완구로서는 학습효과를 만족시키기에는 역부족이었던 것이다.

이에 본 고안에서는 상기한 종래의 동작완구가 갖는 학습효과의 한계성 및 작동상의 단조로움을 일소하여 새로운 동작완구를 제공코자 하는 것으로서, 본 고안은 특히 작금의 아동들 의식수준을 반영하여 질적인 학습효과를 극대화할 수 있는 대화식 동작 표현완구를 제공하되 이를 비교적 소형화하여 염가로 공급할 수 있도록 하며, 로봇의 동작 형태를 구현함과 아울러 작동소음의 극소화 및 수명연장 등에 고안의 기술적 과제를 두고 본 고안을 완성한 것이다.

도 1은 본 고안의 바람직한 일실시예를 보인 대화식 동작 표현 완구의 정면부

를 보인 구성도

도 2는 본 고안의 바람직한 일실시예를 보인 대화식 동작 표현 완구의 측면부

를 보인 구성도

도 3은 본 고안의 일요부를 발췌한 분해 사시도

도 4는 본 고안의 일요부를 발췌한 분해 사시도

도 5는 본 고안의 일요부 구성부재인 모터와 감속기어의 구성을 보인 정면도

도 6은 본 고안의 일요부 작용상태를 보인 사시도

도 7은 본 고안의 일요부를 발췌한 분해 사시도

■ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■

1:(대화식 동작 표현)완구 2:두부(頭部)

3:입 4:헤더케이싱

5:모터 5a:구동축

6:벨트풀리 7:종동축

8:벨트풀리 9:벨트

10:웜 11:웜휠

12:제2종동축 13:링크

14:핀볼트 15:상부부재

16:하부부재 17:연결링크

17a:장공 18:축핀

19:하우징브라켓 20:몸통

21:바디케이싱 22:모터

23:하우징브라켓 23a:감속기어

24:연결편 24a:외피결합부

25:유니버셜조인트 25a:구동축

26:외피 27,28:승강안내공

29,30:승강가이더 31,32:승강편

33:좌우회전로드 34:상하승강로드

35:모터 36:하우징

36a:감속기어 37:구동축

38:원형캠 38a:연결핀

39:연결레버 40:팔

41:모터 42:감속기어

43:구동축 44:캠

45:스윙아암 46:고정아암

47:허리부 48:내부케이싱

49:축핀 50:하부케이싱

51:랙기어 52:피니언

53:모터 54:구동축

도 1은 본 고안에서 제공하는 대화식 동작 표현 완구(1; 이하 '완구'라 약칭함다)의 전체 구성을 보인 정면도로서, 내부 구성을 표현하기 위하여 일부를 파절 및 단면 등을 한 것이며, 도 2는 본 고안의 완구(1)의 측면구성도로서, 이 역시 내부 구성을 표현하기 위하여 일부를 파절 및 단면한 구성도이다.

상기 도 1,2 및 도 3내지 도 7에서 도시한 각 부분별 사시도, 단면도 등과 함께 본 고안의 구성 및 작용을 이하에 상세히 설명키로 한다.

본 고안은 상대와 대화하면서 일어날 수 있는 동작을 구현하는 기구로서 비교적 소형이면서 7가지의 독립적 메카니즘을 이용하여 다양한 대화 제스처가 가능토록 한 것을 특징으로 하는 것이다.

도 1,2에서와 같이 완구(1)의 두부(2) 전면 입(3)이 상하로 작동될 수 있도록 하기 위하여 두부(2)를 구성하는 헤더케이싱(4) 내부에는 도 3에서 더욱 상세히 도시한 바와 같이 모터(5)를 경사상으로 설치하고, 상기 모터(5)의 구동축(5a)에는 벨트풀리(6)를 축고정하여 이의 하부에 축설치된 종동축(7) 상에 축고정된 벨트풀리 (8)와 벨트(9)로 연결하여 감속이 이루어질 수 있도록 하고, 상기 종동축(7)의 후측에는 웜(10)을 일체 형성하여 상기 웜(10)과 기어물림되는 웜휠(11)을 제2종동축 (12)상에 축설치한다.

그리고 상기 웜휠(11)에는 링크(13)의 일단을 편심되게 핀볼트(14) 등으로 축설치하고, 상기 링크(13)의 타단은 입(3)을 구성하는 상부부재(15)의 후측에 핀볼트 (14)로 고정한다.

상기 상부부재(15)의 하부에는 입을 구성하는 하부부재(16)가 장공(17a)을 가진 연결링크(17)로 연결되는데, 상기 상부부재(15)와 하부부재(16)는 축핀(18)에 의해 하우징브라켓(19) 전측 상하에 축설치되어 각운동될 수 있도록 설치되며, 상기 연결링크(17)는 장공(17a)을 통해 상기 링크(13)를 핀볼트(14)로 축고정시 동시에 축설치되도록 함으로써, 상기한 모터(5)의 구동에 의해 윔훨(11)이 회전하여 링크 (13)를 크랭크운동시키면 상기 링크(13)와 연결링크(17)의 각운동 작동에 의해 입(3)을 구성하는 상하부재(15,16)가 상하로 각운동하여 완구(1)의 입(3)이 흡사 말하는 동작과 같이 작동될 수 있도록 한 것이다.

그리고 상기한 입(3) 동작을 갖는 완구(1)의 두부(2)는 완구(1)의 목을 기준점으로 하여 좌우 소정각도(약 75°정도)로 회전작동 및 상하로 소정각도 승강작동할 수 있도록 몸통(20)과 연결되는바, 이를 도 4내지 도 5와 함께 이하에 보다 상세히 설명키로 한다.

즉, 몸통(20)을 구성하는 바디케이싱(21) 내부에는 두부(2) 회전용 모터(22)를 수개의 감속기어(23a)를 내장한 하우징브라켓(23)상에 설치하여 두부(2)를 구성하는 헤더케이싱(4)과 연결되는 연결편(24)상에 다각 구동축(25a)을 유니버셜조인트 (25)로 연결하여 다양한 각도변환에도 모터(22)의 회전력을 연결편(24)상에 전달될 수 있도록 한다.

상기 연결편(24)에는 회전자재되도록 외피결합부(24a)가 결합되어 외피결합부 (24a)는 완구(1)의 외면부를 커버하는 외피(26)와 연결되도록 한다.

그리고 상기 하우징브라켓(23)에는 승강안내공(27,28)을 상하로 형성하여 상기 승강안내공(27,28) 상으로 승강작동 될 수 있는 상하 승강가이더(29,30)를 결합한다.

승강가이더(29,30)는 상기 구동축(25a)상에 승강가능하게 축삽입된 승강편 (31,32)과 연결되어 승강편(31,32)을 승강작동시켜 두부(2)가 좌우로 회전 및 상하로 왕복운동을 행할 수 있도록 상부 승강편(31)에는 좌우회전로드(33)를 연결하여 연결편(24)과 볼조인트 연결을 하고, 하부 승강편(32)에는 상하승강로드(34)를 연결하여 연결편(24)에 볼조인트 연결을 한다.

그리고 상기 좌우회전로드(33) 및 상하승강로드(34)를 구동하기 위한 모터 (35)를 갖는 다수개의 감속기어(36a)를 내장한 하우징(36)상에 설치하여 감속된 회전출력을 도출하는 구동축(37)상에 원형캠(38)을 축고정하여 상기 원형캠(38)상에 편심설치된 연결핀(38a)을 연결레버(39)와 연결시켜, 상기 연결레버(39)를 승강가이더(29,30)와 연결시키도록 한다.

이러한 하우징(36)은 도 4에서는 우측에 설치되는 하우징(36)만 도시하였는바, 좌측에 설치되는 하우징(36)의 구성은 우측과 대칭 구성되는 것이며, 단, 상기 연결레버(39)중 상부 승강가이더(29)에 연결되는 연결레버(39)는 다소 길이를 길게 구성토록 한다.

한편, 몸통(20)부 좌우로 설치되는 팔(40)은 도 1의 좌우에서 보는 바와 같이 몸통(20)의 중앙 배부위로 팔(40)을 내렸다가, 필요시 우측과 같이 상부로 들어올렸다가 내리는 동작을 행할 수 있도록 하기 위하여 상기 하우징(36) 상부에는 팔구동용 모터(41)를 설치하여 역시 다수개의 감속기어(42)를 하우징(36)내부에 내장연결하고, 상기 모터(41)에서 회전출력을 도출하는 구동축(43)상에는 도 6과 같이 캠(44)을 축설치하여, 상기 캠(44)의 중심과 일측에 편심되게 스윙아암(45)을 각각 팔(40)의 중간부, 즉 팔꿈치 부위에서 팔의 손목부까지 내장된 고정아암(46) 상간에 연결설치토록 하여 상기 캠(44)의 회전에 의하여 팔(40)이 도 6과 같이 상하 운동을 행할 수 있도록 한다.

상기 스윙아암(45)은 아동들이 팔부위를 비틀어 파손될 수 있는 경우를 대비하여 스프링 등으로 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 본 고안의 완구(1)는 허리부(47)가 좌우로 중앙을 기점으로 하여 일정 각도 시이소 운동을 할 수 있도록 하기 위하여 바디케이싱(21) 내부에 전기한 두부(2) 회전 및 상하 운동용 모터(22,35) 등이 설치된 하우징브라켓(23) 및 팔(40) 구동용 모터(41)도 동시에 설치된 하우징(36) 전체를 내부케이싱(48)상에 고정시키고, 상기 내부케이싱(48)의 중앙부 전후로는 축핀(49)을 형성하여 의자 형태로 구성된 하부케이싱(50)상에 축설치한다.

그리고 내부케이싱(48)의 하부에는 호형의 랙기어(51)를 형성하여 상기 랙기어(51)에 기어물림되는 피니언(52)을 하부케이싱(50)에 설치된 감속기 일체형의 모터(53)의 구동축(54)상에 축고정하여 피니언(52)의 정역회전에 따라 완구(1)의 허리부(47)를 기점으로 하여 완구(1)가 좌우로 시이소 운동을 행할 수 있도록 한 것이다.

그리고 본 고안에서 사용된 각각의 모터들은 별도의 콘트롤러를 통하여 제어가 이루어지는 것이며, 각 운동부위의 출력단에 위상각 감지 센서(예: 가변저항, 디지털식 광 및 스위칭 센서 등)를 부착하여 동작부위의 위치와 속도를 제어할 수 있는 것이다.

이상에서 상세히 살펴 본 바와 같이 본 고안에서 제공하는 대화식 동작 표현 완구(1)는 완구(1)를 구성하는 두부(2)가 상하, 그리고 좌우 및 전후로 자유자재로 움직일 수 있도록 두부(2)를 구동하는 목 중심의 유니버셜조인트(25)에 의해 회전중심을 공유하면서 상호 동작에 영향을 받지 않는 형태로 고안이 되어 있어 자연스러운 두부(2) 동작표현을 행할 수 있는 것이며, 입(3)부위의 동작을 상하부 부재 (15,16)가 동시에 움직이도록 하여 사실감을 주는 완구(1)를 제공할 수 있고, 그리고 2관절 형태로 팔(40)이 상하로 작동될 수 있는 것이며, 허리부(47)를 기점으로 완구(1)가 좌우로 시이소 운동을 행할 수 있는 등 대화식 작동완구로서 다양한 제스처를 사실감있게 구현할 수 있어 아동들에게 신기감 제공과 함께 교육용 완구로서도 그 기능을 최대한 활용할 수 있는 등 그 기대되는 효과가 다대한 고안이다.

Claims

대화식 동작 표현 완구(1)를 구성함에 있어서;

두부(2)를 구성하는 헤더케이싱(4) 내부에는 모터(5)를 경사상으로 설치하고, 상기 모터(5)의 구동축(5a)에는 벨트풀리(6)를 축고정하여 이의 하부에 축설치된 종동축(7) 상에 축고정된 벨트풀리(8)와 벨트(9)로 연결하여 감속이 이루어질 수 있도록 하고,

상기 종동축(7)의 후측에는 웜(10)을 일체로 형성하여 상기 웜(10)과 기어물림되는 웜휠(11)을 제2종동축(12)상에 축설치하며,

상기 웜휠(11)에는 링크(13)의 일단을 편심되게 축설치하고, 상기 링크(13)의 타단은 입(3)을 구성하는 상부부재(15)의 후측에 고정하며,

상기 상부부재(15)의 하부에는 입(3)을 구성하는 하부부재(16)가 장공(17a)을 가진 연결링크(17)로 연결하되, 상기 상부부재(15)와 하부부재(16)는 축핀(18)에 의해 하우징브라켓(19) 전측 상하에 축설치되어 각운동될 수 있도록 설치되며,

상기 연결링크(17)는 장공(17a)을 통해 상기 링크(13)를 핀볼트(14)로 축고정시 동시에 축설치하며;

몸통(20)을 구성하는 바디케이싱(21) 내부에는 두부(2) 회전용 모터(22)를 수개의 감속기어(23a)를 내장한 하우징브라켓(23)상에 설치하여 두부(2)를 구성하는 헤더케이싱(4)과 연결되는 연결편(24)상에 다각 구동축(25a)을 유니버셜조인트(25)로 연결하며,

상기 연결편(24)에는 회전자재되도록 외피결합부(24a)가 결합되어 상기 외피결합부(24a)는 완구(1)의 외면부를 커버하는 외피(26)와 연결되고,

상기 하우징브라켓(23)에는 승강안내공(27,28)을 상하로 형성하여 상기 승강안내공(27,28) 상으로 승강작동될 수 있는 상하 승강가이더(29,30)를 결합하고,

상기 승강가이더(29,30)는 상기 구동축(25a)상에 승강가능하게 축삽입된 승강편(31,32)과 연결되어 승강편(31,32)을 승강작동시켜 두부(2)가 좌우로 회전 및 상하로 왕복운동을 행할 수 있도록 상부 승강편(31)에는 좌우회전로드(33)를 연결하여 연결편(24)과 볼조인트 연결을 하고, 하부 승강편(32)에는 상하승강로드(34)를 연결하여 연결편(24)에 볼조인트 연결을 하며,

상기 좌우회전로드(33) 및 상하승강로드(34)를 구동하기 위한 모터(35)를 갖는 다수개의 감속기어(36a)를 내장한 하우징(36)상에 설치하여 감속된 회전출력을 도출하는 구동축(37)상에 원형캠(38)을 축고정하여 상기 원형캠(38)상에 편심설치된 연결핀(38a)을 연결레버(39)와 연결시켜, 상기 연결레버(39)를 승강가이더(29,30)와 연결시키고,

상기 하우징(36)은 하우징브라켓(23)의 좌우로 대칭되게 설치되고,

상기 하우징(36) 상부에는 팔구동용 모터(41)를 설치하여 다수개의 감속기어 (42)를 하우징(36) 내부에 내장연결하고,

상기 모터(41)에서 회전출력을 도출하는 구동축(43)상에는 캠(44)을 축설치하여, 상기 캠(44)의 중심과 일측에 편심되게 스윙아암(45)을 각각 팔(40)의 팔꿈치 부위에서 팔의 손목부까지 내장된 고정아암(46) 상간에 연결설치하며;

상기 하우징브라켓(23) 및 하우징(36) 전체를 내부케이싱(48)상에 고정시키고, 상기 내부케이싱(48)의 중앙부 전후로는 축핀(49)을 형성하여 하부케이싱(50)상에 축설치하고,

상기 내부케이싱(48)의 하부에는 호형의 랙기어(51)를 형성하여 상기 랙기어(51)에 기어물림되는 피니언(52)을 하부케이싱(50)에 설치된 감속기 일체형의 모터(53)의 구동축(54)상에 축고정하여 피니언(52)의 정역회전에 따라 완구(1)의 허리부(47)를 기점으로 하여 완구(1)가 좌우로 시이소 운동을 행할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 대화식 동작 표현 완구
제 1 항에 있어서;

상기 스윙아암(45)은 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 대화식 동작 표현 완구.