KR20090027302A - 독립된 기능을 갖는 로봇용 액츄에이터 모듈 - Google Patents

독립된 기능을 갖는 로봇용 액츄에이터 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액츄에이터 스스로 명령을 내리고 그 명령을 수행하는 독립된 기능을 갖는 로봇용 액츄에이터 모듈에 관한 것이다. 본 발명은 상기 액츄에이터 모듈은 상기 액츄에이터 모듈의 동작을 위한 전원을 공급받는 전원부와, 모터를 구동하여 액츄에이터 모듈의 동작을 실행하는 모터부와, 상기 액츄에이터 모듈의 고유 동작패턴에 대한 프로그램을 저장하는 저장부와, 상기 액츄에이터 모듈의 고유 동작패턴에 따른 상기 모터의 회전각도 및 회전속도를 연산하는 연산부 및 상기 메인프로세서유닛과 통신을 수행하고, 상기 전원부에 전원이 공급되면 상기 연산부에서 연산된 모터의 회전각도 및 회전속도에 대응하여 상기 모터부를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 메인프로세서유닛으로부터 전송되는 상기 액츄에이터 모듈의 제어신호와는 독립적으로 상기 제어부의 제어신호에 의해 상기 액츄에이터 모듈의 고유 동작패턴에 따른 동작을 수행한다.
마스터-슬레이브, 독립기능, 액츄에이터 모듈

Description

독립된 기능을 갖는 로봇용 액츄에이터 모듈{Robot actuator module having an independent function}
본 발명은 액츄에이터(actuator) 모듈에 관한 것으로서, 특히 로봇을 구성하는 액츄에이터 모듈이 상기 액츄에이터 모듈을 제어하는 메인프로세서유닛(Main Processor Unit : MPU)의 제어와는 독립적으로, 내부에 미리 설정된 자신만의 독립적인 동작패턴에 따른 기능을 수행하도록 하는 로봇용 액츄에이터 모듈에 관한 것이다.
로봇(Robot) 산업은 나날이 발전하고 있고 가까운 미래에 국가 경쟁력을 결정짓는 중요한 산업 중 하나가 될 것이라 예상된다. 이에 따라 로봇 산업과 로봇 기술의 대중화를 위한 가정용 로봇을 비롯하여, 교육용 및 완구용 로봇에 대한 관심이 증대되고 있다. 현재 다수의 업체가 산업용 로봇뿐만 아니라 가정, 교육, 완구 로봇을 중심으로 로봇 산업화에 크게 기여하고 있으며 향후에 지능형 로봇에 대한 투자 및 기술 개발이 가속화될 것으로 기대된다.
최근 로봇 공학이 발달함에 따라 한 대의 로봇을 구축하기 위해서 처음부터 끝까지 제작자가 만들어가는 방식에서 벗어나 로봇의 각 관절이나 바퀴를 모듈화하 여 간단히 로봇을 구축할 수 있는 방법들이 사용되고 있다. 이러한 모듈화 방식을 이용하여 로봇(모듈러 로봇, Modular robot)을 구축하는데 소요되는 시간과 인건비가 현저히 줄어들 뿐만 아니라 고장이나 성능향상(upgrade)시에 전체 시스템을 다시 만들지 않고 일부분을 교체하는 등, 관리 측면에서도 매우 효과적이다.
도 1은 일반적인 로봇용 액츄에이터 모듈을 이용하여 구현된 모듈러 로봇의 일례에 대한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 모듈러 로봇(10)은 상기 모듈러 로봇(10)을 구성하는 기본단위로서 로봇(10)의 동작을 수행하는 다수의 액츄에이터 모듈(20), 상기 다수의 액츄에이터 모듈(20)을 서로 연결하는 조인트부재(30) 및 상기 다수의 액츄에이터 모듈(20)을 제어하는 메인프로세서유닛(Main Processor Unit:MPU)(미도시)으로 구성된다. 상기 각 액츄에이터 모듈(20)에는 상기 메인프로세서유닛(MPU)으로부터 제어신호를 수신하여 해당 제어신호에 따라 상기 액츄에이터 모듈(20)의 세부 동작을 제어하는 제어부(미도시)가 제공되며, 상기 메인프로세서유닛(MPU)와 상기 제어부는 마스터-슬레이브의 관계를 유지하여 로봇(10)의 각종 동작을 제어하도록 한다. 도 1에는 일례로서 휴먼노이드 로봇을 나타냈지만 액츄에이터 모듈(20) 및 조인트부재(30)들을 이용하여 강아지, 공룡 등 다양한 형태의 로봇으로도 구현이 가능하다.
도 2는 종래의 로봇용 액츄에이터 모듈의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 종래의 로봇용 액츄에이터 모듈(20)은 타원형상의 제1하우징(21), 상기 제1하우징(21)과 결합되는 지지부(22) 및 상기 지지부(22)가 내부에 포함되도록 상기 제1하우징(21)과 결합되는 제2하우징(23)으로 구성된다. 일반적으로 상기 지지부(22)에는 기구부와 회로부가 장착되며, 이러한 기구부에는 모터, 결합샤프트, 기어부 등이 포함되고, 회로부에는 메인프로세서유닛(MPU), 전원부, 전압/전류검출부, 모터구동부, A/D컨버터, 인터페이스 등이 포함된다.
그러나, 종래의 액츄에이터 모듈은 상기에 설명한 바와 같이 메인프로세서유닛으로부터 수신된 제어신호에 의해서만 제어된다. 즉 상기 액츄에이터 모듈의 모든 동작은 메인프로세서유닛(MPU)에 의해서만 제어된다. 따라서 간단한 동작이나 반복되는 동작 등을 구현하고자 하는 경우에 메인프로세서유닛(MPU)에 설정된 프로그램을 변경해야 하는 번거로움이 있다. 또한 종래의 액츄에이터 모듈의 경우 메인프로세서유닛(MPU)의 제어신호와는 별개로 자신만의 독립적인 기능을 구현할 수 없는 문제점이 있었다.
한편, 상기한 바와 같이 다수의 로봇용 액츄에이터 모듈(20)을 조립하여 하나의 로봇을 구현하는 모듈러 로봇에서 동작(모션)을 수행하기 위해서는 메인프로세서유닛(MPU)에서 각각의 액츄에이터 모듈(20)별로 대응되는 제어명령을 내려야 한다. 이때 각 액츄에이터 모듈(20)에는 고유 식별자(ID)가 할당되고 상기 메인프로세서유닛(MPU)에서는 각 고유 ID에 따라 해당 액츄에이터 모듈(20)을 구분하여 각각에 대응되는 제어명령을 전달한다.
그러나 종래에는 로봇용 액츄에이터 모듈(20)에 대한 고유 ID를 할당하는 경우에 모듈러 로봇(10)이 조립된 상태에서는 각각의 액츄에이터 모듈(20)의 고유 ID 할당이 불가능하기 때문에 조립전에 각각의 액츄에이터 모듈(20)에 대한 고유 ID를 메인프로세서유닛(MPU)에 할당한 후 다시 조립하여 로봇을 구동해야만 했다. 특히 로봇의 다른 동작을 실행하기 위하여 액츄에이터 모듈(29)에 대한 고유 ID를 변경하고자 하는 경우에는 다시 조립을 풀어 ID를 변경한 후 재조립해야 하는 어려움이 존재한다.
나아가, 모듈러 로봇(10)이 동작하는 중에 넘어지거나 물체에 부딪히는 경우 등 액츄에이터 모듈(20)의 갑작스런 속도 변화를 감지하지 못하기 때문에 상기 모듈러 로봇(10)을 제어하는데 어려움이 있다. 이와 같이 프로그램되지 않은 동작을 수행하는 경우 의도하지 않은 동작패턴에 대하여 이를 감지하는 기능이 없어 모듈러 로봇(10)의 전체적인 제어가 어려워지는 문제점이 발생한다.
따라서, 로봇용 액츄에이터 모듈에서 메인프로세서유닛의 제어와는 별개로 내부에 미리 저장된 프로그램에 따라 자신만의 고유 동작패턴을 수행할 수 있으며, 나아가 간편하게 고유 ID 할당할 수 있고 로봇의 속도변화를 감지할 수 있는 액츄에이터 모듈에 대한 개발요구가 있어 왔다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 메인프로세서유닛(MPU)의 제어와는 독립적으로 로봇용 액츄에이터 모듈의 고유 동작패턴에 대한 프로그램에 따라 액츄에이터 모듈을 제어할 수 있는 독립된 기능을 갖는 로봇용 액츄에이터 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 모듈러 로봇에서 다수의 로봇용 액츄에이터 모듈이 조립된 상태에서 상기 각 액츄에이터 모듈에 대한 고유 ID를 간편하게 할당하고, 나아가 상기 할당된 고유 ID를 간단히 변경할 수 있도록 구현된 로봇용 액츄에이터 모듈을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 모듈러 로봇이 동작함에 있어서 프로그램되어 있지 않은 동작으로 인하여 로봇용 액츄에이터 모듈의 갑작스런 속도 변화를 감지하고 이를 메인프로세서유닛으로 통지할 수 있는 로봇용 액츄에이터 모듈을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로봇용 액츄에이터 모듈은, 상기 액츄에이터 모듈의 동작을 위한 전원을 공급받는 전원부와, 모터를 구동하기 위하여 상기 액츄에이터 모듈의 동작을 실행하는 모터부와, 상기 액츄에이터 모듈의 고유 동작패턴에 대한 프로그램을 저장하는 저장부와, 상기 액츄에이터 모듈의 고유 동작패턴에 따른 상기 모터의 회전각도 및 회전속도를 연산하는 연산부 및 상기 메 인프로세서유닛과 통신을 수행하고, 상기 전원부에 전원이 공급되면 상기 연산부에서 연산된 모터의 회전각도 및 회전속도에 대응하여 상기 모터구동부를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 메인프로세서유닛으로부터 전송되는 상기 액츄에이터 모듈의 제어신호와는 독립적으로 상기 제어부의 제어신호에 의해 상기 액츄에이터 모듈의 고유 동작패턴에 따른 동작을 수행하도록 한다.
상기 제어부는 상기 메인프로세서유닛으로부터 수신된 상기 액츄에이터 모듈의 제어신호에 따라 상기 액츄에이터 모듈을 제어함과 동시에, 이와는 독립적으로 상기 저장부에 저장된 액츄에이터 모듈의 고유 동작패턴 프로그램에 따라 상기 액츄에이터 모듈을 제어한다.
상기 연산부는 상기 액츄에이터 모듈의 위치변화 및 외부로부터 입력되는 입력값을 수신하여 상기 모터의 회전각도 및 회전속도를 재연산하고, 이때, 상기 제어부는 상기 재연산된 회전각도 및 회전속도에 대응하여 상기 모터부를 제어하는 것이 바람직하다.
상기 액츄에이터 모듈은 액츄에이터 모듈의 속도변화를 감지하는 가속도센서를 더 포함하며, 상기 액츄에이터 모듈의 외부에 일부 노출되어 형성되고 상기 메인프로세서유닛에 상기 액츄에이터 모듈의 고유 ID를 할당하는 딥 스위치(dip switch)를 더 포함한다.
또한, 상기 전원부는 상기 메인프로세서유닛으로부터 전원을 공급받을 수 있고, 또한 상기 모듈러 로봇 시스템이 아닌 별개의 독립적인 외부 전원공급장치로부터 전원을 공급받을 수도 있다.
본 발명에 의하면, 로봇을 구성하는 다수의 액츄에이터 모듈은 메인프로세서유닛으로부터 제어신호를 수신받아 액츄에이터 모듈을 제어할 뿐만 아니라, 이와는 독립적으로 액츄에이터 모듈에 저장된 고유 동작패턴에 대한 프로그램에 따라 액츄에이터 모듈을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 로봇의 갑작스런 동작을 감지할 수 있게 되고, 나아가 로봇으로 조립된 상태에서도 각 액츄에이터 모듈에 대한 고유 ID 할당 및 변경이 가능하므로 조립된 상태에서 다양한 프로그램에 따른 로봇 동작패턴을 설정할 수 있게 된다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시형태들을 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 독립된 기능을 갖는 로봇용 액츄에이터 모듈을 설명하기로 한다. 이때 본 발명의 기술적 사상을 설명함에 있어 본 발명의 요지를 흐리거나 이미 공지된 기술에 대해서는 설명을 생략할 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 기능확장이 용이한 로봇용 액츄에이터 모듈의 배선도에 대한 예시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 다수의 로봇용 액츄에이터 모듈(100)은 메인프로세서유닛(MPU)(200)과 통신선을 통하여 각각 연결되며, 상기 메인프로세서유닛(MPU)(200)은 상기 각 액츄에이터 모듈(100) 내부에 마련된 제어부(도 4의 도면 부호 160)와는 마스터-슬레이브 관계를 유지하여 상기 제어부(160)는 상기 메인프로세서유닛(MPU)(200)로부터 전송된 제어신호를 수신하고 상기 제어신호에 따라 해당 액츄에이터 모듈(100)을 제어한다. 상기 통신선은 전원선 및 신호선을 포함하며 상기 전원선을 통해 각 액츄에이터 모듈(100)에 전원을 공급하고 상기 신호선을 통해 상기 제어신호가 전송된다. 본 발명의 일 실시형태에서 상기 로봇용 액츄에이터 모듈(100)은 메인프로세서유닛(200)과 1:n으로 연결되어 통신할 수 있다. 이러한 배선은 다양하게 설정될 수 있을 것이다.
본 발명의 로봇용 액츄에이터 모듈(100)은 전원이 인가되면 메인프로세서유닛(200)으로부터 수신된 제어신호에 따라 액츄에이터 모듈(100)을 제어함과 동시에, 이와는 독립적으로 액츄에이터 모듈(100) 내에 저장된 동작패턴 프로그램에 따라 액츄에이터 모듈(100)을 제어함으로써 해당 액츄에이터 모듈만의 고유한 동작을 수행할 수 있다. 일 예로, 강아지 로봇의 꼬리에 해당하는 액츄에이터 모듈(100)은 메인프로세서유닛(200)의 제어신호에 의해 소정의 동작을 취할 수 있으며, 이와는 독립적으로, 강아지 로봇의 꼬리를 좌우로 흔드는 동작 등이 저장된 프로그램에 따라 상기 해당 액츄에이터 모듈(100)만의 동작을 취할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 독립된 기능을 갖는 로봇용 액츄에이터 모듈의 블록도이다.
도 4를 참조하면, 로봇용 액츄에이터 모듈(100)은 통신부(110), 전원부(120), 모터부(130), 저장부(140), 연산부(150) 및 제어부(160)를 포함하여 이루 어진다. 본 발명의 다른 일례에서는 상기 로봇용 액츄에이터 모듈(100)은 딥스위치(dip switch)(170) 및 가속도센서(180)를 더 포함할 수도 있다.
상기 통신부(110)는 메인프로세서유닛(200)과 제어부(160) 간의 통신을 위한 인터페이스를 제공하기 위한 것으로서, 상기 메인프로세서유닛(200)으로부터 전송되는 전원 및 제어신호를 수신하여 상기 제어부(160)로 전달하며, 반대로 상기 제어부(160)로부터 출력된 소정의 신호를 상기 메인프로세서유닛(200)로 전송하는 기능을 수행한다.
상기 전원부(120)는 액츄에이터 모듈(100)의 동작을 위하여 전원을 공급받는다. 이때, 전원은 메인프로세서유닛(200)으로부터 공급받을 수도 있고, 또는 상기 모듈러 로봇 시스템이 아닌 별개의 독립적인 외부 전원공급장치(예컨대, 배터리 등)로부터 전원을 공급받을 수도 있다.
상기 모터부(130)는 상기 메인프로세서유닛(200)의 제어신호에 따라 구동하거나, 액츄에이터 모듈(100)에 저장된 프로그램에 따라 구동하여 액츄에이터 모듈(100)의 동작 및 상기 로봇(10) 전체의 동작 패턴을 구현하도록 한다. 이러한 모터부(130)의 구동은 후술하는 연산부(150)에서 연산된 회전방향 및 회전속도에 따라 구동하게 된다. 상기 모터부(130)는 실제 구동하는 모터 및 상기 모터의 구동을 제어하는 모터구동부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 저장부(140)는 상기 메인프로세서유닛(200)에 설정된 모듈러 로봇의 동작 패턴대로 구동하기 위한 프로그램 및 데이터를 저장할 뿐만 아니라, 액츄에이터 모듈(100)의 고유 동작패턴에 대한 프로그램을 저장한다. 따라서 상기 메인프로세 서유닛(200)으로부터 전송되는 상기 액츄에이터 모듈(100)의 제어신호와는 독립적으로 후술되는 제어부(160)의 제어신호에 의해 상기 프로그램에 따라 상기 액츄에이터 모듈(100)의 고유 동작패턴에 따른 동작을 수행한다. 또한, 상기 데이터는 상기 메인프로세서유닛(200)으로부터 전송된 액츄에이터 모듈(100)의 위치값, 상기 연산부(150)에서 연산된 모터의 회전방향 및 회전속도, 액츄에이터 모듈(100)이 움직일 수 있는 각도의 범위 등 해당 액츄에이터 모듈(100)의 전체적인 동작에 필요한 데이터를 포함하며, 상기 프로그램은 미리 설정된 로봇 및 액츄에이터 모듈의 동작 패턴에 따라 구동하기 위한 액츄에이터 모듈(100)의 동작 프로그램 등을 포함한다. 이와 같이 상기 저장부(140)는 해당 액츄에이터 모듈(100)만이 갖는 고유의 독립적인 동작패턴에 대한 프로그램을 저장한다.
상기 연산부(150)는 상기 메인프로세서유닛(200)에 의해 설정된 모듈러 로봇의 동작패턴 및 상기 액츄에이터 모듈(100)의 저장부(140)에 저장된 프로그램에 따라 상기 모터부(130)의 회전방향 및 회전속도를 연산하며, 액츄에이터 모듈(100)을 구동할 때의 각도를 계산하는 과정을 반복한다. 즉 상기 모듈러 로봇의 동작 패턴(모션)을 제어하기 위하여 상기 메인프로세서유닛(200)에 의해 설정된 위치로 상기 액츄에이터 모듈(100)이 이동할 수 있도록 상기 모터부(130)의 구동값을 연산하는 것이다. 또한 상기 연산부(150)는 상기 액츄에이터 모듈(100)의 동작에 따른 위치변화 및 외부로부터 입력되는 입력값, 예를 들어 상기 액츄에이터 모듈(100)에 위치센서, 외부 입출력 장치, 각속도센서 등 구성하는 경우에 상기 장치들로부터 소정의 입력값을 수신하여 상기 모터부(130)(보다 정확하게는 모터(미도시))의 회전 각도 및 회전속도를 재연산하고, 이때 상기 제어부(160)는 상기 재 연산된 회전각도 및 회전속도에 대응하여 상기 모터부(130)를 제어할 수 있다.
상기 제어부(160)는 통신부(110)를 통해 메인프로세서유닛(200)과 통신을 수행하며, 전원부(120)에 전원이 공급되면 연산부(150)에 연산된 모터의 회전방향, 회전속도 등을 제어하기 위하여 모터부(130)를 제어한다. 또한, 상기 제어부(160)는 상기 전원부(120)에 전원이 공급되면 상기 액츄에이터 모듈(100)의 전반적인 동작을 제어하며 상기 메인프로세서유닛(200)으로부터 전송된 제어신호 및 상기 저장된 액츄에이터 모듈(100)의 프로그램에 따라 상기 해당 액츄에이터 모듈(100)이 동작하도록 상기 통신부(110), 전원부(120), 모터부(130), 저장부(140) 및 연산부(150)를 제어한다.
한편, 상기한 바와 같이 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 로봇용 액츄에이터 모듈(100)은 딥스위치(170) 및 가속도센서(180) 중 적어도 하나 이상을 선택적으로 더 포함할 수도 있다.
상기 딥스위치(170)는 상기 로봇용 액츄에이터 모듈(100)의 외부에 일부가 노출되어 형성되는 것이 바람직하며, 특히 외부에서 사용자가 딥스위치(170)를 조작할 수 있도록 스위칭부가 외부로 노출되는 것이 더 바람직하다. 또한 상기 딥스위치(170)는 상기 액츄에이터 모듈(100)의 표면보다 약간 안쪽으로(음각으로) 형성되는 것이 바람직하다. 왜냐하면 로봇이 동작하거나 사용자가 실수로 상기 딥스위치(170)를 조작할 수 없도록 하기 위한 것이다. 따라서 상기 딥스위치(170)는 로봇의 움직임이나 외부 물체에 의해 쉽게 눌려지는 스위치 형태가 아니라 사용자가 세 심한 주의를 기울임으로써 눌려지는 스위치 형태로 이루어진다.
또한 상기 딥스위치(170)는 각 액츄에이터 모듈(100)에 대한 고유 ID를 상기 메인프로세서유닛(200)에 할당하는 기능을 수행한다. 상기 액츄에이터 모듈(100)에는 각각의 고유 ID가 할당되는데 상기 메인프로세서유닛(200)에서 각각의 액츄에이터 모듈(100)로 제어신호를 전송할 때 각 액츄에이터 모듈(100)의 제어신호를 각각의 고유 ID별로 구분하여 전송하고, 상기 각 액츄에이터 모듈(100)의 제어부(160)는 상기 제어신호에서 자신의 고유 ID에 대응되는 제어신호만을 추출하여 해당 동작패턴을 수행한다. 이와 같이 상기 딥스위치(170)는 각 액츄에이터 모듈(100)에 대한 고유 ID를 할당 및 변경할 수 있다. 이러한 할당 및 변경 내용은 제어부(160)에서 메인프로세서유닛(200)으로 전송하고 상기 메인프로세서유닛(200)은 이를 저장한 후 향후에 해당 액츄에이터 모듈(100)을 동작을 제어할 때 참고하게 된다. 상기 고유 ID의 할당 및 변경은 예를 들어 5개의 스위치로 구성된 딥스위치(170)의 경우, 제 1 액츄에이터 모듈에는 00001로, 제2 액츄에이터 모듈에는 00010, 제3 액츄에이터 모듈에는 00011 등으로 할당 및 변경할 수 있다. 본 발명에서는 상기 각 액츄에이터 모듈(100)을 이용하여 모듈러 로봇을 조립한 상태에서 상기 고유 ID의 할당 및 변경이 가능하다. 따라서 로봇이 조립된 상태에서 동작패턴을 위한 동작 프로그램을 수정하거나 새로운 프로그램을 추가하는 경우에 쉽게 고유 ID를 할당 및 변경할 수 있는 장점이 있다. 이러한 딥스위치(170)의 조작방법은 공지기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 가속도센서(180)는 상기 액츄에이터 모듈(100)의 내부에 제공되며 상기 액츄에이터 모듈(100)의 속도변화를 감지하여 상기 제어부(160)를 통해 상기 메인프로세서유닛(200)으로 전송한다. 이러한 가속도센서(180)를 이용하면 갑작스런 동작을 감지함으로써 로봇이 넘어지거나 외부 물체에 충돌하는 경우에 이를 감지할 수 있다. 상기 가속도센서(180)를 각속도센서와 같이 사용하면 운동에 의해 발생하는 가속도센서 자신의 운동 가속도를 추정하고, 가속도센서의 가속도 검출값과 각속도센서의 각속도 검출값을 기초로 액츄에이터 모듈의 실제 자세를 추정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 딥스위치를 구현한 로봇용 액츄에이터 모듈이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 로봇용 액츄에이터 모듈(100)은 새로운 기능확장을 위하여 딥스위치(170)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 딥스위치(170)는 상기 액츄에이터 모듈(100)의 외부에 적어도 일부가 노출되도록 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 딥스위치(170)는 사용자가 약간의 주의를 기울여 외부에서 스위칭 조작을 할 수 있도록 적어도 스위칭부가 노출되는 것이 바람직하다. 이때 다른 일례에서 가속도센서(180)는 내부에 제공될 수 있다.
이상에서는 본 발명에서 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 및 균등한 타 실시가 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부한 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
최근 IT, BT, NT 등의 신기술과 전자, 기계 등의 기존 전통기술이 접목되어 지능형 로봇이라는 새로운 상품이 등장하게 되었다. 현재 지능형 로봇의 산업적 규모는 그다지 크지 않으나 국내 로봇 산업은 꾸준히 발전을 거듭해 오고 있으며 국내 업체의 꾸준한 투자와 기술개발에 힘입어 향후 수년 이내에 세계 로봇 산업의 선두 주자로 나설 수 있을 것으로 기대된다.
특히 교육/완구용 로봇은 다양한 형태의 변형이 가능하고 새로운 기능확장이 용이하게 되어 더욱 각광을 받고 있다. 이러한 추세로 볼 때 본 발명은 다양한 형태로 확장 조립이 가능하므로 그 활용가치는 더욱 증가할 것으로 판단된다.
도 1은 일반적인 로봇용 액츄에이터 모듈을 이용하여 구현된 모듈러 로봇의 일례에 대한 사시도이다.
도 2는 종래의 로봇용 액츄에이터 모듈의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기능확장이 용이한 로봇용 액츄에이터 모듈의 배선도에 대한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 로봇용 액츄에이터 모듈의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 딥스위치를 구현한 로봇용 액츄에이터 모듈이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 로봇용 액츄에이터 모듈 110: 통신부
120: 전원부 130: 모터부
140: 저장부 150: 연산부
160: 제어부 170: 딥스위치
180: 가속도 센서 200: 메인프로세서유닛

Claims (7)

  1. 모듈러 로봇을 구성하는 다수의 액츄에이터 모듈 및 상기 다수의 액츄에이터 모듈을 각각 제어하는 메인프로세서유닛을 포함하는 모듈러 로봇 시스템에 있어서,
    상기 액츄에이터 모듈은,
    상기 액츄에이터 모듈의 동작을 위한 전원을 공급받는 전원부;
    모터를 구동하여 액츄에이터 모듈의 동작을 실행하는 모터부;
    상기 액츄에이터 모듈의 고유 동작패턴에 대한 프로그램을 저장하는 저장부;
    상기 액츄에이터 모듈의 고유 동작패턴에 따른 상기 모터의 회전각도 및 회전속도를 연산하는 연산부; 및
    상기 메인프로세서유닛과 통신을 수행하고, 상기 전원부에 전원이 공급되면 상기 연산부에서 연산된 모터의 회전각도 및 회전속도에 대응하여 상기 모터부를 제어하는 제어부; 를 포함하며,
    상기 메인프로세서유닛으로부터 전송되는 상기 액츄에이터 모듈의 제어신호에 따라 동작을 수행하며, 상기 동작수행과는 독립적으로 상기 제어부의 제어신호에 의해 상기 액츄에이터 모듈의 고유 동작패턴에 따른 동작을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 독립기능을 갖는 액츄에이터 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 메인프로세서유닛으로부터 수신된 상기 액츄에이터 모듈의 제어신호에 따라 상기 액츄에이터 모듈을 제어함과 동시에, 이와는 독립적으로 상기 저장부에 저장된 액츄에이터 모듈의 고유 동작패턴 프로그램에 따라 상기 액츄에이터 모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 독립기능을 갖는 로봇용 액츄에이터 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연산부는 상기 액츄에이터 모듈의 위치변화 및 외부로부터 입력되는 입력값을 수신하여 상기 모터의 회전각도 및 회전속도를 재연산하고, 상기 제어부는 상기 재연산된 회전각도 및 회전속도에 대응하여 상기 모터부를 제어하는 것을 특징으로 하는 독립기능을 갖는 로봇용 액츄에이터 모듈.
  4. 제1항에 있어서, 상기 액츄에이터 모듈은,
    상기 액츄에이터 모듈의 속도변화를 감지하는 가속도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 독립기능을 갖는 로봇용 액츄에이터 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 액츄에이터 모듈은,
    상기 액츄에이터 모듈의 외부에 일부 노출되어 형성되고 상기 메인프로세서유닛에 상기 액츄에이터 모듈의 고유 ID를 할당하는 딥스위치(dip switch)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 독립기능을 로봇용 액츄에이터 모듈.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전원부는,
    상기 메인프로세서유닛으로부터 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 독립기능을 갖는 로봇용 액츄에이터 모듈.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전원부는,
    상기 모듈러 로봇 시스템이 아닌 별개의 독립적인 외부 전원공급장치로부터 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 독립기능을 갖는 로봇용 액츄에이터 모듈.
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