KR200228405Y1 - 평면구조의 교육용 마이크로 로봇 시스템 트레이닝 키트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 입체적으로 구성된 마이크로 로봇을 평면적으로 구성하여 실제 로봇이 이동하지 않으면서도 편리하게 로봇의 구동상태를 학습할 수 있도록 하는 평면 구조의 교육용 마이크로 로봇 시스템 트레이닝 키트에 관한 것이다.

이러한 본 고안은 로봇의 프로그램이 들어가 로봇을 제어하는 마이크로프로세서부와, 로봇이 사물을 인지하는 센서부와, 로봇을 구동시키는 구동부와, 로봇의 프로그램을 다운로딩하는 다운로딩부와, 로봇의 프로그램 작동 중 발생하는 변수 및 상태를 표시하는 LCD를 하나의 PCB에 평면 배열 하므로써 이루어지는 것으로

로봇의 동작상태에 대한 관찰이 용이하고,계측이 편리하며, 유지관리가 쉬운 것이다.

Description

평면구조의 교육용 마이크로 로봇 시스템 트레이닝 키트{Education training kit using flat structure micro robot}

본 고안은 입체적으로 구성된 마이크로 로봇을 평면적으로 구성하여 실제 로봇이 이동하지 않으면서도 편리하게 로봇의 구동상태를 학습할 수 있도록 하는 평면 구조의 교육용 마이크로 로봇 시스템 트레이닝 키트에 관한 것이다.

현재 제작 및 제작되고 있는 마이크로 로봇은 미로탐색 로봇, 축구 로봇, 스모 로봇, 라인스캐너 로봇, 거미 로봇 등 여러 종류가 판매 또는 시판되고 있다.

이러한 로봇들은 자체에 부착되어 있는 에너지원을 토대로 스스로 판단하여 이동 및 작동을 하게 되며, 이러한 마이크로 로봇 시스템은 마이크로 프로세서 기술, PCB 설계기술, FPGA 설계기술, 프로그램 기술 등을 토대로 하기 때문에 마이크로 프로세서를 학습하는데 좋은 소재로 될 수 있어 각종 공·사설 교육기관에서는 이러한 점에 착안하여 마이크로 로봇을 마이크로 프로세서 교육과정의 일환으로 삼아 교육을 하고 있다.

이러한 마이크로 로봇은 자율 이동 로봇으로, 피 교육자가 로봇을 학습하기 위해서는 로봇의 바퀴, 다리 등을 구동하는 모터 및 솔레노이드 등을 직접 구동하여 로봇의 이동을 따라가면서 로봇의 상태를 관찰하며 학습하여야 한다.

또한 로봇의 센서부(광량 센서, 광센서, 스캐닝 센서, 카메라)등도 로봇(미로탐색 로봇, 라인스캐너 로봇, 거미 로봇, 스모 로봇)에 부착되어 있거나, 로봇의 행동반경에서 이동 혹은 반 고정식으로 부착되어 있기 때문에(축구 로봇) 피교육자가 로봇을 학습하기 위해서는 로봇의 움직임에 따라 같이 움직이며 로봇의 센서가 작동하는 순간을 관찰하여 센싱에 관계한 로봇의 움직임을 학습하여야 하는 불편이 있고,

또한 기존의 마이크로 로봇은 PCB가 다층으로 적층되는 입체적인 구조로 되어 있어 회로 검증을 위한 계측기 사용이 불편하고, 이동형이므로 교육 장소에서의 활용에 불편이 따르게 된다.

본 고안은 기존의 마이크로 프로세서를 이용한 자율형 로봇이 입체적인 구조로 되어 있어 직접 바퀴나, 다리를 이용하여 로봇이 자율적으로 움직이므로 실제로 로봇을 공부하고자 하는 피교육자에게 이동중인 로봇의 동작을 학습시키기는 상당히 어려우므로 입체적으로 되어 있는 로봇의 구성을 평면적으로 바꾸어 실제 로봇이 이동을 하지 않는 상태에서 편리하게 로봇의 구동상태를 학습할 수 있도록 한 것이다.

이러한 본 고안은 로봇의 프로그램이 들어가 로봇을 제어하는 마이크로프로세서부와, 로봇이 사물을 인지하는 센서부와, 로봇을 구동시키는 구동부와, 로봇의 프로그램을 다운로딩하는 다운로딩부와, 로봇의 프로그램 작동 중 발생하는 변수 및 상태를 표시하는 LCD를 하나의 PCB에 평면 배열 하므로써 이루어지는 것으로, 로봇의 제어 및 동작 상태를 고정된 평면에서 확인이 용이하도록 한 것이다.

도 1 은 기존의 미로 탐색 마이크로 로봇 사시도

도 2 는 기존의 축구 로봇 사시도

도 3 은 본 고안의 사시도

도 4 는 본 고안의 구성도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

10 : PCB 11 : 마이크로 프로세서부

12 : 센서부 13 : 구동부

17 : 롬소켓

본 고안은 하나의 PCB(10)에 로봇을 평면 배치하고, 상기 PCB(10)는 케이스(20)에 내장되게 한 것으로, 상기 PCB(10)에는 로봇의 프로그램이 들어가 로봇을 전체적으로 제어하게 되는 마이크로프로세서부(11)를 평면 탑재시키고, 광 센서, 광량 센서, 카메라와 같이 로봇이 사물을 인지할 수 있도록 하는 센서부(12)를 평면 탑재시키는 한편 로봇의 다리에 해당하는 바퀴 또는 다리를 구동하게 되는 구동부(13)를 평면 탑재시키고, 로봇의 프로그램을 PC에서 직접 다운로딩할 수 있도록 하는 다운로딩 프로그램부를 평면 탑재시키며, 로봇의 프로그램 중 발생할 수 있는 각종 변수 및 상태를 확인하는 LCD(15)를 평면탑재 시킴으로써 구성된다.

센서부(12)는 PCB(10)의 일측면에 탑재되고 다수개의 센서로 이루어지며, 상기 센서부(12)의 센싱 입력은 증폭기(AMP)를 거쳐 마이크로 프로세서부(11)에서 센싱값을 인식하도록 한다/

센서부(12)에 사용되는 센서는 광 센서, 광량 센서, 스캐닝센서, 카메라 등이 되고 축구 로봇에서는 무선 모듈을 사용하여 무선으로 센싱값을 받도록 한다.

마이크로 프로세서부(11)는 로봇 제어 프로그램이 들어가 로봇을 제어하게 되는 것으로, 롬 소켓(17) 및 램(RAM)이 연결되고, PC와 RS232C 케이블로 연결되는 연결소켓(16) 및 LCD(15)가 연결되며, 상기 LCD(15)에는 래치(LCT)를 결합시켜 데이터를 래치하도록 한다.

상기 롬 소켓(17)에는 로봇제어 프로그램이 라이트(write)된 롬을 끼워 사용하거나 다운로딩 프로그램이 내장된 롬을 끼워 연결소켓을 통하여 PC로부터 제어프로그램을 다운로딩할 수 있도록 한다.

구동부(13)는 모터 드라이브(13a)와 스텝모터(13b)로 이루어지며, 상기 모터 드라이브(13a)와 스텝모터(13b)는 2개 이상 병렬 설치가 가능한 것으로, 실제 로봇의 이동을 관찰하게 된다.

상기된 구성물이 탑재된 PCB(10)는 뚜껑이 있는 케이스(20)에 고정시켜 운반 및 보관이 용이하도록 한다.

이와 같이 구성된 본 고안을 작동시키기 위해서는 로봇 제어 프로그램이 라이트 된 롬을 롬 소켓(17)에 끼워 주거나, 롬 소켓(17)에 다운로딩 프로그램이 내장된 롬을 끼운 후 연결 소켓에 RS232C 케이블을 연결하여 PC로부터 직접 제어 프로그램을 다운로딩 하도록 한다.

즉 피 교육자는 PC에서 로봇 제어 프로그램을 설계한 후 이를 롬라이터로 롬에 라이트 하고 이를 롬 소켓(17)에 끼워 작동시키거나, PC에서 설계된 로봇 제어 프로그램을 직접 다운로딩하여 작동시키게 되는 것으로 이같은 로봇의 작동방식은 공지된 기술이다.

마이크로 프로세서부(11)는 롬 또는 램(RAM)에 저장된 로봇제어 프로그램을 이동하여 PCB(10)에 평면 탑재되어 구성된 로봇을 제어하게 된다.

로봇의 이동을 관찰하기 위해서는 센서부(12)의 센서에 물체를 근접시켜 센서부(12)에서 물체와의 거리를 센싱하게 하고 이를 A/D변환시켜 마이크로 프로세서부(11)에서 인식하므로써 구동부(13)를 작동시키도록 한다.

그러면 피 교육자는 센서부(12)의 어떤 센서에 어느 정도 거리에서 물체를 근접시켰을 때 구동부(13)가 어떻게 작동되는가를 고정된 상태에서 확인할 수 있으며 이는 로봇이 이동될 때 확인하는 것보다 편리하다.

여기서 구동부(13)는 모터(13b)를 사용하지 않고 솔레노이드를 사용하는 경우에도 작동상태 확인이 용이하다.

본 고안의 LCD(15)는 로봇의 제어 프로그램 중 발생할 수 있는 각종 변수 및 작동 상태를 표시시켜 주어 이를 피 교육자가 용이하게 확인할 수 있도록 한다.

이러한 본 고안은 평면인 PCB(10)에서 모든 작동이 이루어지게 되므로 로봇의 작동 상태 확인이 용이하고, 회로의 계측이 용이한 것이며, 케이스(20)에 수납되어 있어 이동 및 보관이 용이한 것이다.

본 고안은 기존의 입체화된 자율이동형 마이크로 로봇을 평면고정형으로 바꾸어 새롭게 재구성 하므로써 로봇을 이동상태가 아닌 정지 상태에서 로봇의 동작을 이해할 수 있도록 하여 로봇을 배우고자하는 피교육자들에게는 로봇의 동작상황을 정확하게 관찰할 수 있도록 하였고 로봇이 고정상태이기 때문에 로봇의 제어 및 센서부의 회로 동작을 계측하기 편리한 것이다.

또한 마이크로 프로세서를 이용한 로봇을 교육하고자 하는 교육기관에서는, 본 고안이 평면 구조로 되어 있기 때문에 유지,관리가 쉬운 장점이 있는 것이다.

Claims (3)

1. 마이크로 로봇에 있어서,

   로봇의 프로그램이 들어가 로봇을 제어하는 마이크로프로세서부와,

   로봇이 사물을 인지하는 센서부와,

   로봇을 구동시키는 구동부와,

   로봇의 프로그램을 다운로딩하는 다운로딩부와,

   로봇의 프로그램 작동 중 발생하는 변수 및 상태를 표시하는 LCD를 하나의 PCB에 평면 배열 하므로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 평면구조의 교육용 마이크로 로봇 시스템 트레이닝 키트.
2. 제 1 항에서, 로봇 구성품이 평면 탑재된 PCB는 뚜껑이 구비된 케이스에 수납되는 것을 특징으로 하는 평면구조의 교육용 마이크로 로봇 시스템 트레이닝 키트.
3. 제 1 항에서, 센서부는 카메라로 촬영하여 화상을 가공한 PC 의 무선 제어 신호를 수신 받는 무선모듈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평면구조의 교육용 마이크로 로봇 시스템 트레이닝 키트.