KR20100087998A - 게임용 및 완구 트레이싱 로봇 - Google Patents

게임용 및 완구 트레이싱 로봇 Download PDF

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Abstract

게임용 및 완구용 트레이싱 로봇이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 트레이싱 로봇은 지면과 맞닿아 구동하는 바퀴, 상기 바퀴 중심으로 전진방향으로 로봇 앞의 물체까지 거리를 측정할 수 있는 제1센서 및 제 2센서가 장착되고, 상기 제 1센서 및 상기 제 2센서의 출력인 제 1거리값과 제 2거리값을 비교하고 상기 바퀴들을 구동하여 물체를 일정거리 추적하는 제어부를 구비하는 몸체부로 이루어지는 게임용 및 완구용 트레이싱 로봇완구에 관한 것이다.
트레이싱로봇

Description

게임용 및 완구 트레이싱 로봇{Tracing Robot for game and toy}
본 발명은 게임용 로봇 및 완구로봇에 대한 것으로서, 특히 진행방향 전면부의 있는 물체와 거리를 측정하여 일정거리를 유지하여 움직이는 로봇에 관한 것이다.
교육용 로봇은 최근 과학교구로서 로봇을 제작하고 로봇의 구동원리를 이해하는 수업이 진행되고 있다. 학생들에게 로봇의 구동원리를 이해시키기 위하여 여러가지 로봇 모델들이 이용되고 있으며, 그 중에 하나로 물체를 추적하는 방법에 대하여 교육하기 위한 로봇이다. 일반적으로 모터를 이용하여 구동하는 로봇완구의 경우 라인트레이서, 어보이더 로봇을 제작한다.
그러나, 전방에 거리측정 센서 2개를 사용하여 일정거리를 유지하면서 물체를 추적할 수 있는 로봇완구를 이용한다면 물체 추적하는 원리를 교육하기에 그 활용도가 높을 수 있으며, 이 로봇의 원리를 이용하여 여러 개의 로봇을 연결하여 추적할 수 있는 로봇을 제작 교육할 수 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 양 바퀴 구동을 하는 로봇에 있어서 물체를 인식하여 일정거리를 유지하면서 추적이 가능한 로봇완구 및 게임용 로봇을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 로봇완구 및 게임용 로봇는 지면과 맞닿아 구동하는 바퀴 2개로 움직이고, 상기 바퀴 중심으로 전진방향으로 제 1센서 및 제 2 센서가 장착되며, 상기 제 1 센서 및 제 2 센서로 로봇 전면부에 있는 물체를 인식하고 제 1 센서 및 제 2 센서의 출력인 제 1 거리값과 제 2거리값을 각각의 거리 기준값으로 비교하고 상기 각각의 바퀴들을 구동하는 모터를 제어하는 제어부를 구비하는 몸체부로 이루어지는 물체 추적 로봇완구에 관한 것이다.
상기 제어부는 상기 제 1 및 제 2 거리값을 비교하고 거리값이 지정된 거리값 구역보다 작으면 바퀴가 정구동하고 거리값이 크면 바퀴가 역구동하여 양쪽 센서가 물체로부터 일정거리를 유지할 수 있도록 로봇완구가 동작한다.
상기 제1센서와 상기 제 2센서는 적외선 방광센서와 적외선 수광센서가 한 조를 이루어 구성된다.
상기 몸체부는 상기 제 1거리값과 상기 제2거리값을 디지털값으로 변환시켜 각각 제 1출력값 및 제 2출력값으로 상기 제어부를 전송하는 아날로그디지털 컨버 터를 더 구비한다.
상기 제어부는 상기 로봇완구가 전방의 물체와 일정거리를 유지하기 하기 위하여 각각 제 1거리 기준 값 구역, 제 2거리 기준 값 구역을 지정되어 있으며, 제 1 및 제 2센서에서 나오는 출력값을 각각 비교하여 제 1, 2측면 구동부를 각각 제어할 수 있게 한다.
상기 제 1, 2 거리 기준값 구역은 스위치를 제어부에 연결함으로써 트레이싱 로봇을 추적하고자 하는 물체 앞에 일정한 거리를 두어 추적하고자하는 거리 기준값을 셋팅할 수 있도록 한다.
상기 몸체부는 또 다른 트레이싱 로봇이 추적할 수 있도록 후면부 또는 몸체 둘레 전체에 반사판을 갖추도록 한다. 이리하여 여러개의 트레이싱 로봇을 연결하여 움직일 수 있으며, 이 트레이싱 로봇은 무선조종되어 지는 구동 로봇의 후면을 쫓아가는 형태로 로봇게임 또는 군집 이동을 할 수 있는 로봇의 형태가 갖추어지는 것이다.
본 발명에 따를 트레이싱 로봇은 센서에 의하여 거리 측정 비교하여 일정한 기리를 유지하여 물체를 추적할 수 있으며, 로봇의 후면부에 반사판을 구비하여 또 다른 트레이싱 로봇이 추적할 수 있는 구조가 된다.
이리하여. 여러 개의 로봇을 움직일 수 있는 것을 만들 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇완구의 외형을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따를 트레이싱 로봇는 바퀴(101,102), 몸체부(500), 반사판(400), 센서부(201,202)를 구비한다.
바퀴(101,102)는 지면과 맞닿아 모터(미도시)에 의해서 구동한다. 센서부(101,102)는 전진 방향으로 몸체에 장착된다.
몸체부(500)는 제1센서(201) 및 제 2센서(202)의 출력인 제 1거리값과 제 2거리값을 지정된 제 1, 2 거리 기준값 구역과 비교하고 바퀴들(101,102)을 구동하는 모터(미도시)를 제어하는 제어부(300)을 구비한다. 제어부(300)는 제 1 및 2 거리값을 지정된 제 1, 2 거리 기준값 구역과 각각 비교하여, 제 1센서(201)에 따라 제1측면 바퀴(101)를 정역구동하고, 제2센서에 따라 제 2측면 바퀴(102)를 정역구동하여 일정한 거리를 유지한 채 물체를 추적할 수 있다.
도 2는 트레이싱 로봇이 다른 물체를 인식할 때, 센서에 따라 모터구동을 도시한 것이다.
도 3은 트레이싱 로봇이 지정된 일정한 거리를 유지하여 정지상태를 도시한 것이다.
도 4는 바퀴의 회전을 제어하기 위한 제어부와 아날로그디지털 컨버터의 기능을 설명하는 도면이다.
이하에서 트레이싱 로봇의 원리를 로봇완구 동작과 함께 설명한다.
제어부(300)는 트레이싱로봇이 물체에서 어떠한 방향으로 위치해 있는지를 제 1 센서(201)과 제 2 센서(202)로부터 발생되는 제 1 거리값(A1)과 제 2 거리값(A2)을 이용하여 판단한다. 좀 더 정확히 설명하면, 제어부(300)는 디지털값으로 변환된 제 1 거리값(A1)과 제 2 거리값(A2)을 수신하고 이들 값을 이용하여 트레이싱 로봇의 위치 상태를 판단한다.
이를 위하여, 몸체부(500)는 제 1거리값(A1) 및 제 2 거리값(A2)을 디지털값으로 변환시켜 각각 제 1출력값(AD1) 및 제 2출력값(AD2)으로서 제어부(300)로 전송하는 아날로그디지털 컨버터를 더 구비한다.
도 2에서와 같이 뒤쪽에 있는 트렝이싱 로봇이 앞쪽에 있는 트레이싱로봇의 반사판에 대하여 센서에 의해서 위치 상태를 판단할 수 있다. 제1센서(201)가 반사판(400)으로부터 기준 거리값보다 길 때는 제1측면 바퀴(101)를 정구동하고, 제2센서(202)가 반사판(400)으로부터 기준 거리값보다 짧을 때는 제2측면바퀴(102)를 역구동하여, 트레이싱 로봇은 도3처럼 위치를 잡을 수 있다.
도 5는 트레이싱 로봇이 전면에 둥근 물체를 인식한 것을 도시한 것이다. 상기 몸체부(500)는 스위치(450)을 구비하여, 스위치(450)를 누른 상태에서 원하고자 하는 물체인식 거리를 도 5처럼 하여, 입력되어지는 제 1거리값(A1) 및 제 2 거리값(A2)을 기준으로 제 1, 2 거리 기준값 구역를 쉽게 셋팅할 수 있다. 또한 센서의 오차값으로 인한 정확한 거리를 보정할 수 있다.
도 6에서처럼 둥근 물체(700)가 앞으로 이동을 하면 제1, 2센서(201,202)가 감지하여 제 1측면 바퀴(101), 제 2측면 바퀴(202)를 정구동하여 일정거리를 유지하여 추적할 수 있다.
도 7에서처럼 둥근 물체(700)가 뒤로 이동하면 제1, 2센서(201,202)가 감지하여 제 1측면 바퀴(101), 제 2측면 바퀴(202)를 역구동하여 일정거리를 유지하여 후퇴도 할 수 있다.
도 8에서처럼 둥근 물체(700)가 옆으로 이동하게 되면 트레이싱 로봇이 둥근 물체(700)이동방향으로 추적할 수 있음을 쉽게 알 수 있다.
이러한 트레이싱 로봇을 이용하여 반사판이 달린 무선조종 구동로봇을 무선조종하고 트레이싱 로봇을 여러 개를 따라오게 할 수 있는 로봇게임을 만들 수 있을 것이다. 트레이싱 로봇이 쉽게 추적하기 위하여 반사판의 형태를 둥근형태로 할 수 있으면, 이를 후면부 일부 또는 로봇 사면 전체에 둥근 반사판을 장착할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에서 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것이 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로서부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇완구의 외형을 나타내는 도면이다.
도 2는 트레이싱 로봇이 다른 물체를 인식할 때, 센서에 따라 모터구동을 도시한 것이다.
도 3은 트레이싱 로봇이 지정된 일정한 거리를 유지하여 정지상태를 도시한 것이다.
도 4는 바퀴의 회전을 제어하기 위한 제어부와 아날로그디지털 컨버터의 기능을 설명하는 도면이다.
도 5는 트레이싱 로봇이 전면에 둥근 물체를 인식한 것을 도시한 것이다.
도 6는 둥근 물체(700)가 앞으로 이동을 하였을 때, 트레이싱 로봇의 구동상태를 도시한 것이다.
도 7는 둥근 물체(700)가 뒤로 이동을 하였을 때, 트레이싱 로봇의 구동상태를 도시한 것이다.
도 8는 둥근 물체(700)가 우측으로 이동을 하였을 때, 트레이싱 로봇의 구동상태를 도시한 것이다.

Claims (6)

  1. 양 측면에 설치되는 바퀴들을 각각 구동시키는 제1측면 구동부 및 제 2측면 구동부가 각각 독립적으로 제어되어 센서에 의해서 일정한 거리를 유지하여 물체를 추적하는 트레이싱 로봇에 있어서,
    전면에 있는 물체를 인식하기 위한 제 1센서 및 제 2센서의 출력인 제 1 거리값과 제 2 거리값을 비교하고 상기 바퀴들을 구동하는 모터를 제어하는 제어부를 구비하는 몸체부로 이루어지는 트레이싱 로봇에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제 1 거리값에 따라 지정된 제 1 거리 기준값 구역거리 내에 유지하도록 제 1 측면 구동부를 정역제어하고, 제 2 거리값에 따라 제 2 거리 기준값 구역거리 내에 유지하도록 제 2 측면 구동부를 정역제어하여 물체를 일정한 거리로 추적하는 함을 특징으로 하는 트레이싱 로봇.
  2. 제 1항에 있어서,
    제 1 센서, 제 2센서의 감지신호가 없을 때 또는 제 1, 2 감지신호에 의해서 변환된 디지털값(거리값)이 이상 또는 이하일 때에는 제자리 회전을 함을 특징으로 하는 트레이싱 로봇
  3. 제 1항에 있어서,
    다른 트레이싱 로봇이 상기 로봇에 쉽게 추적할 수 있도록 일부 후면부 또는 사방모든 면에 둥근 반사판이 구비됨을 특징으로 하는 트레이싱 로봇.
  4. 제 1항에 있어서
    상기 제 1센서와 상기 제 2세서는 적외선 발광센서와 적외선 수광센서가 한조를 이루어 구성되는 것을 특징으로 하는 트레이싱 로봇
  5. 제 1항에 있어서 제 1,2 거리 기준값 구역거리값을 셋팅할 수 있는 스위치를 구비함을 특징으로 하는 트레이싱 로봇
  6. 후면부에 반사판이 구비되어 무선조종 또는 자율 구동되는 로봇을 따라 상기 여러 개의 트레이싱 로봇이 연동되어 트레이싱 되어 짐을 특징으로 하는 트레이싱 로봇게임.
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