KR20030059764A

KR20030059764A - 무선 조정용 휴머노이드형 로봇

Info

Publication number: KR20030059764A
Application number: KR1020030035853A
Authority: KR
Inventors: 염주백
Original assignee: 염주백
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2003-06-04
Publication date: 2003-07-10

Abstract

본 발명은 휴머노이드형의 로봇을 무선 컨트롤러를 사용하여 자유자재로 움직이게 하기위한 로봇에 관한 것이다.

본 발명은 휴머노이드형의 로봇을 제어하기 위한 리모컨 컨트롤러부와 상기 리모컨 컨트롤러부에서 송신된 신호를 수신하는 로봇 통신 수신부로 이루어져 있으며, 상기 로봇 수신부에 수신된 각각의 신호는 로봇의 CPU에서 논리연산을 거쳐 관절을 구동하는 CPU의 PORT로 일정한 신호를 주어 로봇의 움직임을 전진, 후진, 좌, 우로 움직일 수 있도록 많은 관절모터로 구성되어 있다.

Description

무선 조정용 휴머노이드형 로봇{humanoid robot for wireless controlled}

본 발명은 휴머노이드형의 로봇을 제어하기 위한 리모컨 컨트롤러와 상기 리모컨 컨트롤러에서 송신된 신호를 수신하는 로봇 무선 수신부로 이루어져 있으며, 상기 로봇 무선 수신부에 수신된 각각의 신호는 로봇의 CPU에서 논리, 연산을 거쳐 관절모터를 구동하는 CPU의 PORT로 일정한 신호를 주어 로봇의 움직임을 전진, 후진, 좌, 우로 움직일 수 있도록 많은 관절모터로 이루어져 있다.

따라서, 자율적으로 움직이는 자율 이동형 로봇이 아니라, 인간의 인위적인 리모컨 컨트롤러를 사용하여 로봇의 동작을 자유롭게 하는 것이다.

그러나, 이러한 기술과 관련하여 종래의 기술은 로봇 스스로 주변의 여러가지 환경을 판단하여 일정한 행동을 하게하는 것이다. 즉, 시각적인 면을 CCD 카메라로 통하여 읽어 들인 후에 CPU에서 논리 연산을 거쳐 로봇의 움직임과 판단을 결정하게 된다.

그 외 로봇 전체 무게중심을 잡기위해서 수많은 센서와 모터로 이루어져 있으며 통상적으로 모터는 로봇의 전체의 무게에 견딜 수 있을 만큼의 토크로 필요로 하여 직접 로봇을 만드는 제작자가 설계 및 제작하여 쓰고 있다.

따라서, 이러한 종래의 로봇은 자율 이동형 로봇이기 때문에 일반 가정에서 인간의 일을 대신해주는 역할만 하기 때문에 많은 부품과 가격이 비싼 점을 들 수 가 있으며, 또한, 아직 규격화 되지 않은 모터를 직접 제작하여 로봇을 만드는데 많은 시간과 돈을 투자해야만 했다.

두번째는 상기와 같은 휴머노이드형 로봇은 가정용으로 만들었기 때문에 엔터테인먼트(오락용)와 교육용, 연구용으로 쓰이지 못하는 단점을 가지고 있다

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같이 가정에서 인간의 일을 대신해주는 로봇은 가격이 비싸고 엔터테인먼트와 교육용, 연구용으로 사용할 수 없는 문제점이 제시되었기 때문에 본 발명은 가격이 저렴한 규격화 된 모터를 사용 하면서 엔터테인먼트와 교육용, 연구용으로 사용할 수 무선조정용 휴머노이드형 로봇을 공급하는 것이다.

도 1은 본 발명 로봇의 전체적인 사시도

도 2는 제1도와 관련하여 로봇의 프레임과 볼트 및 너트에 관한 사시도

도3는 리모컨 컨트롤러와 로봇과의 전체적인 블록도

도4는 리모컨 컨트롤러와 로봇과의 전체적인 블록도의 다른 실시예

도5는 리모컨 컨트롤러와 로봇과의 전체적인 블록도의 또 다른 실시예

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 레버,버턴 20: 다리부

30: 리모컨 컨트롤러 40: 발바닥부

50 : 무선 송신부 60: 허벅지 서보 모터부

70: 무선 수신부 80:손가락부

90:RAM 100: 손목 서보 모터부

110:ROM 120: 팔부

130: 관절모터 140: 제2 몸체 서보 모터부

150: CPU 160: 몸체 서보 모터부

170: 모터 드라이부 180: 허리 서보 모터부

190: LCD 200: 무릎 서보 모터부

210: LED 220: 발목 서보 모터부

230: 충전지 240:몸체

260: 어깨 서보 모터부 280: 볼트, 너트

300:, 320, 340: 프레임부

본 발명은 리모컨 컨트롤러에 의해서 로봇이 동작하게 되어 있다. 아래에 첨부된 도면을 보면서 각각 부분에 대하여 설명을 진행하기로 한다.

도 1는 본 발명의 2족 로봇의 전체적인 사시도를 나타낸 것이다.걷는 동작을 하는데 사용되는 다리부(20)와, 물건을 잡거나 무게중심을 잡는데 사용되는 팔부(120), 지면과 접촉하여 로봇의 전체적인 무게중심을 잡는 발바닥부(40), 상기 발바닥부(40)와 연결되어 로봇 전체의 무게를 지탱하고 발바닥에 전.우.좌.우에 필요한 토크를 발생하는 발목 서보 모터부(220), 로봇이 앉았다가 일어서기를 하기위해 무릎에 장착되는 무릎 서보 모터부(200), 하체의 전체를 움직이기 위한 허벅지 서보 모터부(60), 로봇 전체를 좌우를 이동하면서 무게중심을 잡는 허리 서보 모터부(180), 상기 팔부(120)의 끝단에 위치하여 물건을 잡는데 사용되는 손가락부(80), 로봇의 몸체(240)에 위치하여 몸체(240)를 회전하는데 필요한 몸체 서보 모터부(160), 어깨의 회전과 충분한 토크를 주기위한 제2 몸체 서보 모터부(140), 몸체(240)에 부착되어 팔을 움직이는데 필요한 어깨 서보 모터부(260), 상기 손가락부(80)와 연결되어 손가락부(80)에 필요한 토크를 전달하는 손목 서보 모터부(100)로 구성되어 있다.그리고, 로봇의 특정 위치에는 로봇의 관절모터를 제어하는 컨트롤러부(미도시)와 로봇을 조정하는 리모컨 컨트롤러에서 발산된 신호를 받는 수신부(미도시)로 구성되어 있다.

통상 서보모터는 현재 R/C 자동차 및 R/C 비행기, 헬리콥터에 들어가는 종류의 모터를 사용한다. 여기서는 로봇 전체 무게를 견딜 수 있을 정도의 3Kg/Cm ~ 20Kg/Cm의 토크를 발휘하는 서보모터를 10~30개 정도로 사용한다.

그리고, 서보모터의 내부에는 토크를 발생하는 원동력인 모터와 상기 모터의 회전을 감속하는 감속비를 가지는 기어와 상기 모터를 제어하는 제어부가 장착되어 있어 원하는 감속비를 만들어 낼수 있기 때문에 2족이나 4족 및 관절을 가지는 로봇을 만드는데 저렴하게 만들 수 있다.

또한, 서보모터는 많은 프레임들과 연결.체결되어 힘을 쉽게 전달하고 빠르게 동작할 수 있다.그리고, 서보모터 외의 모터도 응용이 가능할 것이다.

제 2도는 1도와 같이 로봇의 사시도에 관한 것으로 로봇을 지탱하는 프레임과 프레임을 결합하는 너트 및 볼트로 결합되어 있다.

서보 모터부(60)와 서부 모터부(200)사이에 장착되어 로봇의 전체를 지탱하고 힘을 전달하는 프레임부(320)와, 무릎 서보 모터부(200)의 아래에는 발목 서보 모터부(220)와 발바닥을 지탱하고 토크를 전달하는 프레임(300)으로 구성되어져 있고, 상기 무릎 서보 모터부(200)의 위쪽에는 허벅지 서보 모터부(60)와의 사이에는 상기 허벅지 서보 모터부(60)의 토크를 받는 프레임(320)으로 구성되어져 있다. 따라서, 모터와 모터사이에 토크를 발생하여 프레임으로 지탱하고 힘을 전달하는 것이다.

그리고, 상기의 도면에서 보는 것 와 같이 본 발명의 로봇은 많은 프레임(번호미도시)과 볼트와 너트의 체결(280)로 되어있으며, 그 외 체결 수단인 리벳과 같은 것도 얼마든지 응용이 가능 할 것이다.

제 3도는 본 발명 로봇의 전체적인 블록도에 관한 것으로 리모컨 컨트롤러의 송신부에서 송신된 신호를 로봇 무선 수신부에 전달하게 된다.

따라서, 상기 리모컨 컨트롤러(30)에 부착된 레버 및 버턴(10)를 조정하면 그것에 해당하는 신호는 리모컨 컨트롤러(30)에서 무선 송신부(50)쪽으로 송신되어 로봇의무선 수신부(70)로 전달되어 CPU(150)에 들어가서 일정한 논리, 연산을 거쳐 해당하는 PORT(미도시)로 신호가 나오게 된다. 만약, 리모컨 컨트롤러(30)쪽에서 전진하는 버턴을 눌렸을 경우에는 그것에 해당하는 코드가 무선 송신부(50)에서 송신되어 로봇의 무선 수신부(70)로 전달된다. 상기 로봇 CPU(150)에서는 이미 짜여진 전진에 해당하는 코드와 리모컨 컨트롤러(30)에서 송신된 코드와 비교하여 일치하는지, 아닌지를 판단하여 로봇을 전진하게 하는 것이다.

그러면, 도면을 보면서 설명을 진행하기로 한다.

레버 및 버턴(10)의 움직임에 따라서 신호를 받는 리모컨 컨트롤러(30)와 상기 리모컨 컨트롤러(30)에 입력된 신호를 무선 송신부(50)에 전달하면 특정한 코드가 무선으로 로봇쪽의 무선 수신부(70)로 송신하게 된다.

로봇측의 무선 수신부(70)에 수신된 신호는 CPU(150)에 입력되어 각종 논리, 연산을 거친 후에 모터 드라이부(170)로 그 신호를 출력하고, 신호를 받은 상기 모터 드라이부(170)는 다시 관절모터(130)로 그 신호를 전달하여 상기 관절모터(130)를 동작하게 하는 것이다.

통상 ROM(110)은 프로그램을 저장시키고 필요할 때 CPU(150)에서 불려다가 사용하고, RAM(90)은 프로그램에 필요한 변수들을 저장시키기 위해서 사용되는 것이다.

그리고, 충전지(230)는 로봇 전체의 CPU(150)와 관절모터(130)에 전류를 인가하는 부분으로 충전이 가능하도록 어떠한 충전지를 사용할 수 있다.

제 4도는 리모컨 컨트롤러와 로봇과 전체적인 다른 실시예로, 모터 드라이부를 생략하고 직접 CPU와 모터를 연결한 블록도이다.

따라서, 모터 드라이부를 생략했기 때문에 CPU에서 관절모터를 직접 동작할 수 있어서 부품비와 회로도가 간단해진다.

제 5도는 리모컨 컨트롤러와 로봇과 전체적인 블록도의 또 다른 실시예를 나타낸 것이다.여기서는 각종 외부 환경을 표시하기 위해서 LCD(190)와 LED(210)를 부착시켰다.따라서, 만약에 전진의 경우 전진의 문구와 LED(210)에 불이 켜지면서 로봇은 이동하게 되는 것이다.

마지막으로 로봇 전체의 동작에 대하여 설명을 진행하기로 한다.

리모컨 컨트롤러(30)에 특정한 레버(10)의 움직임과 버턴(10)이 눌려지면, 로봇쪽으로 특정한 코드가 무선으로 송신된다. 송신된 코드는 로봇의 무선 수신부(70)에서 수신되어 CPU(150)로 입력되고, 상기 CPU로 입력된 코드는 이미 짜여진 코드와 비교하여 일치여부를 확인 후에 모터 드라이부(170) 및 관절모터(130)로 신호를 보내어 로봇을 동작시키는 것이다.

따라서 본 발명은 리모컨 컨트롤러를 사용하여 로봇의 동작을 자유롭게 하는 것이다.

본 발명의 무선 조정용 휴머노이드형 로봇은 상기와 같은 특징적 구성에 의하여 다음과 같은 여러 가지 장점이 있다.

첫째로, 규격화 된 서보모터와 프레임을 사용하여 엔터테인먼트 및 교육용, 연구용 로봇을 손쉽게 만들 수 있다.

둘째로, 무선으로 휴머노이형 로봇을 자유롭게 제어가 가능하기 때문에 힘든 작업이나 인간이 하기 위험한 작업을 무선제어로 가능하다.

Claims

리모컨 컨트롤러(30)의 무선 송신부(50)에서 송신된 코드를 수신하여 동작하는 무선조정용 휴머노이드형 로봇
무선으로 조정하는 리모컨 컨트롤러(30)와, 상기 리모컨 컨트롤러(30)에 입력된 신호를 송신하기 위한 무선 송신부(50)와, 상기 무선 송신부(50)에서 송신된 신호를 수신하는 무선 수신부(70)와, 상기 무선 수신부(70)에 입력된 신호를 각종 논리,연산을 하기위한 CPU(150)와, 상기 CPU에서 각종 논리,연산을 한 후에 모터 드라이부(170) 또는 관절모터(130)로 신호를 출력하여 동작하는 무선 조정용 휴머노이드형 로봇.
리모컨 컨트롤러부의 무선 송신부(50)에서 송신된 코드를 수신하는 무선 수신부(70)와 상기 수신부(70)에서 출력된 신호를 CPU(150)에 입력된 후, 처리된 결과를 관절모터(130) 또는 모터 드라이부(170)로 출력하여 동작하는 무선 조정용 휴머노이드형 로봇
제 2항에서 있어서, 상기 관절모터(130)는 서보모터인 것을 특징으로 하는 무선 조정용 휴머노이드형 로봇
제 3항에 있어서, 관절모터(130)는 3~20Kg/Cm 토크를 낼 수 있는 모터로 하는 것을 특징으로 하는 무선 조정용 휴머노이드형 로봇
제 3항에 있어서, 관절모터(130)는 프레임과 연결,체결되는 것을 특징으로 하는 무선 조정용 휴머노이드형 로봇
제 2항에 있어서, 상기 관절모터(130)는 10~30개 인 것을 특징으로 하는 무선 조정용 휴머노이드형 로봇.