KR20100107334A - 무선 로봇의 전원 제공 시스템 - Google Patents

Abstract

바닥의 전원판을 통한 무선 로봇의 전원 및 위치정보 제공 시스템이 개시된다.

본 발명은, 그 상부면에서 무선 로봇이 동작하도록 제공되고 각각 평판형상의 도전체로 구현되어 서로 전기적으로 절연되도록 구성된 다수의 격자형 전원판; 및 상기 다수의 격자형 전원판에 AC 전원을 각각 제공하는 전원공급부; 를 포함하여 구성되고, 상기 격자형 전원판 상부면에서 동작하는 무선 로봇이 상기 다수의 격자형 전원판과의 접촉을 통해 상기 전원공급부에서 제공된 AC 전원을 공급받을 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 무선 로봇의 전원 제공 시스템을 제공한다.

로봇, 전원판, AC 전원, 전력선 통신(PLC), ID신호

Description

무선 로봇의 전원 제공 시스템{SYSTEM FOR PROVIDING POWER FOR WIRELESS ROBOT}

본 발명은 무선 로봇으로의 전원 제공에 관한 것으로서, 특히 하부에 제공된 복수의 격자형 전원판 상에서 동작하는 무선 로봇에 그 격자형 전원판을 통해 전원을 공급하고, 더불어 그 공급된 전원에 전력선 통신(PLC)을 통해 각 전원판별 위치정보를 나타내는 ID 신호를 실어 제공하는 무선 로봇의 전원 제공 시스템에 관한 것이다.

로봇(robot) 산업은 나날이 발전하고 있고 미래에 국가 경쟁력을 결정짓는 중요한 산업 중 하나가 될 것이라 예상된다. 최근 로봇 기술이 발달함에 따라서 다양한 형태의 로봇들이 개발되고 있다. 예컨대, 강아지 형태의 애완견 로봇, 실내 청소를 위한 청소용 로봇, 일정한 공간에서 서로 대전하기 위한 대전형 로봇 등이 시장에 출시되고 있다. 이러한 로봇들은 각각의 용도에 맞게 다양한 형태로 제작되고 있다.

종래에 일정한 공간 내에서 무선으로 조종되는 로봇은 별도의 배터리를 장착한 후 그 배터리가 소모될 때까지만 동작할 수 있도록 되어 있다. 따라서 일정한 시간이 지나면 배터리의 방전으로 인해 동작이 멈추게 되고, 이 경우 배터리를 교체하거나 다시 충전하여야 하는 불편함이 있다. 이와는 별도로 유선으로 전원공급선을 구현하는 로봇이 개시되어 있으나 로봇의 행동에 많은 제약이 따르는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 전원을 공급하는 기술이 소개되어 있다. 예컨대, 한국특허 10-0438255호, 미국특허 5,868,076호, 6,044,767호에는 자동차와 같은 무선조정기기 등에 DC 전원을 공급하는 트랙에 관하여 개시하고 있다. 이는 무선조정기기가 트랙에 접촉된 상태에서 트랙을 통해 (+) 및 (-) 전원을 동시에 공급함으로써 무선조정기기로 DC 전원을 제공하는 기술이다.

그런데, 두 발로 직립보행하는 대전용 로봇과 같은 게임용 로봇은 전원을 공급받아야 할 뿐만 아니라, 게임 스테이션에 있는 무선 조종기로부터 무선으로 명령을 받아야 하고 자신의 위치도 정확하게 인식해야 한다. 그러나 상기한 종래기술은 로봇 등이 바닥에 마련된 다수의 판넬을 통해 DC 전원을 공급받는 방식이므로, 이는 항상 판넬에 접촉된 상태를 유지하는 전기기기에는 적합할 수 있으나 직립 보행함으로써 발이 판넬에서 떨어지는 대전용 로봇에게는 적합하지 않다. 더구나, 로봇의 위치를 인식하기 위한 기술은 제시되어 있지 않으므로 대전용 로봇에는 적합하지 않다. 또한 종래에 적외선 센서를 이용하여 거리를 감지함으로써 로봇의 위치를 인식하는 기술이 개시되어 있으나, 이는 주변 조명의 영향을 받아 인식 오차가 크 다는 단점이 있다.

따라서, 해당 기술분야에서는 무선으로 동작하는 로봇에 전원을 제공함과 동시에 로봇의 위치정보를 정확하게 제공할 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 무선 로봇의 하부에 제공된 다수의 격자형 전원판을 통해 로봇에 전원을 공급하고, 나아가 그 공급전원에 전력선 통신(PLC)을 통해 각 격자형 전원판별로 위치정보를 나타내는 고유 ID 신호를 제공함으로써 무선 로봇이 전원을 제공받고 자신의 위치를 정확하게 인식할 수 있도록 하는 무선 로봇으로의 전원 제공 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

그 상부면에서 무선 로봇이 동작하도록 제공되고 각각 평판형상의 도전체로 구현되어 서로 전기적으로 절연되도록 구성된 다수의 격자형 전원판; 및

상기 다수의 격자형 전원판에 AC 전원을 각각 제공하는 전원공급부; 를 포함하여 구성되고,

상기 격자형 전원판 상부면에서 동작하는 무선 로봇이 상기 다수의 격자형 전원판과의 접촉을 통해 상기 전원공급부에서 제공된 AC 전원을 공급받을 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 무선 로봇의 전원 제공 시스템을 제공한다.

본 발명에서, 상기한 무선 로봇의 전원 제공 시스템은,

상기 다수의 격자형 전원판에 각각 제공되는 AC 전원에 전력선 통신(PLC)을 이용하여 상기 격자형 전원판별 위치정보를 나타내는 ID 신호를 실어 상기 각 격자형 전원판으로 제공하는 ID신호제공부; 를 추가로 포함할 수 있고,

상기 격자형 전원판 상부면에서 동작하는 무선 로봇이 상기 다수의 격자형 전원판과의 접촉을 통해 상기 ID신호제공부에서 제공된 ID신호에 포함된 상기 격자형 전원판별 위치정보를 전송받을 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 무선 로봇은 상기 전원공급부에서 제공된 AC 전원과 상기 ID신호제공부에서 제공된 ID신호에 포함된 위치정보를 동시에 전송받을 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 다수의 격자형 전원판은 행렬 형태로 배열된다.

본 발명에서, 상기 다수의 격자형 전원판은 등간격으로 형성되며, 이때, 상기 다수의 격자형 전원판의 폭은 상기 등간격보다 큰 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 다수의 격자형 전원판에 각각 동일한 크기의 AC 전원이 인가됨이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 바닥에 제공된 복수의 격자형 전원판을 통하여 동작하는 무선 로봇에 전원을 안정적으로 공급할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 하부의 전원판을 통해 교류전원을 무선 로봇에 인가함으로써 무선 로봇의 일부가 전원판으로부터 떨어지더라도 그 로봇의 일부에 유 도전압이 발생하도록 함으로써 전원을 계속해서 공급받을 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 전원판을 통하여 무선 로봇으로 인가되는 전원에 전력선 통신이 가능하도록 함으로써 각종 데이터 통신이 가능하고, 이러한 전력선 통신을 이용하여 각 전원판별 위치를 나타내는 고유 ID 신호를 실어 해당 전원판별로 전송하여 무선 로봇이 해당 전원판으로부터 자신의 위치를 정확하게 인식할 수 있다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도시한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 격자형 전원판의 구성 예를 보여주는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 격자형 전원판(10)은 전기적인 부도체인 기재(12)의 상부면에 평판(plate)형상의 도전체로 구현된다. 이때, 전원판은 바람직하게는 행렬(matrix)로 배치될 수 있다. 이러한 다수의 격자형 전원판(10) 상에 로봇이 제공된다. 각각의 격자형 전원판(10) 간에는 전기적으로 서로 절연됨이 바람직하다. 이를 위하여 각 격자형 전원판(10)은 서로 소정의 간격(S)만큼 이격되어 배치되는 것이 바람직하다. 이때, 격자형 전원판(10)의 폭은 상기한 간격(S)보다 크게 형성함이 바람직하다.

한편, 본 발명의 실시 예로서 부도체인 기재(12)는 상부에 복수의 평판형상 의 전원판(10)을 삽입시키기 위한 오목부(14)가 형성됨이 바람직하다. 도면에서 우측 상단에 전원판(10)을 삽입하기 전의 상태를 도시하고 있다. 전원판(10)이 완전히 삽입되면 기재(12)와 전원판(10)의 표면 높이가 같아져서 무선 로봇이 자유롭게 동작할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 무선 로봇의 전원 및 위치정보 제공 시스템의 개략적인 개념도를 도시하고 있다.

도 2에서는 다수의 격자형 전원판(10)을 통해 그 상부의 무선 로봇으로 전원 및 위치정보를 제공하기 위하여 각 격자형 전원판(10)에 전기적으로 연결된 하부 구조를 도시하였다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 무선 로봇의 전원 및 위치정보 제공 시스템(100)은 다수의 격자형 전원판(10), 전원공급부(20), ID신호제공부(30)를 포함하여 구성된다.

다수의 격자형 전원판(10) 상에는 무선 로봇이 동작한다. 전원공급부(20)는 이러한 다수의 격자형 전원판(10)에 각각 전원이 인가된다. 이로써 상부에서 동작하는 로봇은 다수의 격자형 전원판(10)에 직접 접촉함으로써 이동중에도 전원을 안정적으로 공급받을 수 있다. 이때, 격자형 전원판(10)에 교류(AC) 전원을 인가함이 바람직하다. 그 이유는 격자형 전원판 상부에서 무선으로 동작하는 로봇의 발이 전원판(10)으로부터 일정거리만큼 떨어지더라도 로봇의 발에 전압이 유기되도록 하기 위한 것이다. 이를 위하여 로봇의 발 부분에는 격자형 전원판(10)에 인가되는 교류 전원으로부터 2차 전압이 유기될 수 있는 각종 회로(미도시)가 마련됨이 바람직하 다.

한편, 본 발명은 상기와 같이 격자형 전원판(10)을 통해 로봇에 전원을 공급하면서, 더 나아가 ID신호제공부(30)에서 각 격자형 전원판(10)마다의 위치정보를 로봇으로 제공한다. 다시 말하면, 전원공급부(20)에서 다수의 격자형 전원판(10)으로 전원을 공급하면서 ID신호제공부(30)에서 상기 공급되는 전원에 전력선 통신(PLC)을 통해 각 격자형 전원판(10)마다의 위치정보를 나타내는 ID 신호를 격자형 전원판(10)에 제공한다. 이로써, 다수의 격자형 전원판(10)의 상부에서 동작하는 무선 로봇은 각 격자형 전원판(10)을 통해 전원을 공급받으면서도, 더 나아가 ID 신호에 포함된 각 격자형 전원판(10)의 위치정보를 추출함으로써 현재 로봇 자신이 위치하고 있는 해당 격자형 전원판(10)에서의 자신의 위치를 정확하게 인식하게 된다. 이때, 본 발명에서는 선택적으로 무선 로봇이 전원공급부에서 제공된 AC 전원을 공급받음과 동시에, ID신호제공부에서 제공된 ID신호에 포함된 위치정보를 전송받을 수 있도록 할 수도 있다.

여기서, 전력선 통신(PLC:Power Line Communication)은 전력선을 전송매체로 하여 데이터를 전송하는 통신방식이다. 전력선 통신에 의하면 상용전원의 60㎐ 정현파에 각종 데이터 신호를 실어서 데이터 통신을 수행할 수 있다. 따라서, 전력선이 데이터 신호를 위한 통신선로가 될 수 있으며, 이로 인해 전력선 통신(PLC)은 데이터 신호를 위한 별도의 통신선로를 설치하지 않아도 통신망을 구축할 수 있는 장점이 있다.

따라서, 본 발명에서는 이러한 전력선 통신(PLC)을 이용한다. 즉, 본 발명에 서는 복수의 격자형 전원판(10)에 각각 인가되는 전원에 격자형 전원판(10)별 위치정보를 갖는 고유 ID 신호를 실어서 전송한다. 이로써 별도의 데이터 통신을 위한 통신선로를 구축하지 않아도 각 격자형 전원판(10)별로 할당된 고유 ID 신호를 전송할 수 있게 되고, 무선 로봇은 자신이 위치한 격자형 전원판(10)을 통해 전송된 ID 신호에 포함된 격자형 전원판(10)의 위치정보를 추출하여 자신의 현재 위치를 인식하게 된다.

본 발명의 실시 예에서 외부 상용전원(50)을 이용시 각 격자형 전원판(10)으로 인가할 전압으로 변환하는 변압기(40)가 필요하다. 이로써 220V, 60㎐의 외부 상용전원(50)을 24V, 60㎐의 AC 전원으로 변환할 수 있다. 또한, ID신호제공부(30)는 각 격자형 전원판(10)으로 ID 신호를 발생하여 전력선 통신(PLC)을 통해 해당 격자형 전원판(10)으로 제공할 수 있다. 이를 위하여 ID신호제공부(30)는 전력선 통신을 위한 PLC 통신 모듈(미도시)을 포함할 수 있다. 이러한 PLC 통신 모듈은 통상의 공지기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 격자형 전원판에 연결되는 회로 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 격자형 전원판(10)은 전원공급부(20)에 대하여 병렬로 연결되어 각 격자형 전원판(10)에는 같은 크기의 전원이 인가되며, 이들은 모두 공통접지를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 전력선 통신(PLC)을 통해 각 격자형 전원판(10)에 인가되는 교류 전원에 해당 격자형 전원판(10)별 위치정보 데 이터가 상기 각 격자형 전원판(10)에 제공된다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다수의 격자형 전원판 상부에서 무선으로 동작하는 로봇의 개념도를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 상기한 바와 같이 다수의 격자형 전원판(10) 상부에 무선 로봇(60)이 동작한다. 무선 로봇(60)은 신체 중 어느 일부(바람직하게는 발)가 다수의 격자형 전원판(10)에 접촉된다. 이로써 접촉된 부분을 통해 해당 전원판(10)에 공급된 전원을 제공받아 그 전원을 DC로 변환한 후 내부의 충전회로 및 전원공급회로 제공한다. 이와 동시에 로봇(60)은 각 전원판(10)에 제공된 고유 ID 신호를 분석하여 해당 전원판(10)의 위치정보를 파악함으로써 자신이 위치한 위치를 인식하게 된다.

한편, 상술한 본 발명은 단순히 바람직한 실시 예로서, 본 발명의 이러한 실시 예의 기재내용에 제한되는 것은 아니다. 즉, 상술한 본원의 기술사상의 범위 내에서 다양한 개량 및 개조가 가능하며, 이들이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것이라면 어느 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 해당된다는 것은 너무나 자명하다.

최근 무선 로봇을 교육이나 엔터테인먼트 분야에 적용하는 움직임이 활발히 진행되고 있다. 특히 무선 로봇을 스포츠 경기에 응용하는 시도가 계속되고 있음을 고려할 때, 경기중에 무선 로봇으로 전원을 안정적으로 공급함과 동시에, 경기의 승패를 좌우할 수 있는 로봇의 정확한 위치인식이 매우 중요한 요소로 떠오르고 있다.

이러한 측면에서 볼 때, 본 발명은 전원판을 통해 로봇에 전원을 공급하면서 위치정보도 함께 제공함으로써 로봇이 자신의 위치를 정확히 인식할 수 있도록 함으로써 향후 다양한 산업분야에 유용하게 적용할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 격자형 전원판의 구성 예를 보여주는 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 무선 로봇의 전원 및 위치정보 제공 시스템의 개략적인 개념도이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 격자형 전원판에 연결되는 회로 구성도이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다수의 격자형 전원판 상부에서 무선으로 동작하는 로봇의 개념도를 나타낸다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 격자형 전원판 12 : 기재

20 : 전원공급부 30 : ID신호제공부

40 : 변압기 50 : 외부전원

60 : 무선 로봇

Claims (7)

1. 그 상부면에서 무선 로봇이 동작하도록 제공되고 각각 평판형상의 도전체로 구현되어 서로 전기적으로 절연되도록 구성된 다수의 격자형 전원판; 및

   상기 다수의 격자형 전원판에 AC 전원을 각각 제공하는 전원공급부; 를 포함하여 구성되고,

   상기 격자형 전원판 상부면에서 동작하는 무선 로봇이 상기 다수의 격자형 전원판과의 접촉을 통해 상기 전원공급부에서 제공된 AC 전원을 공급받을 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 무선 로봇의 전원 제공 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 다수의 격자형 전원판에 각각 제공되는 AC 전원에 전력선 통신(PLC)을 이용하여 상기 격자형 전원판별 위치정보를 나타내는 ID 신호를 실어 상기 각 격자형 전원판으로 제공하는 ID신호제공부; 를 추가로 포함하고,

   상기 격자형 전원판 상부면에서 동작하는 무선 로봇이 상기 다수의 격자형 전원판과의 접촉을 통해 상기 ID신호제공부에서 제공된 ID 신호에 포함된 상기 격자형 전원판별 위치정보를 전송받을 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 무선 로봇의 전원 제공 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 무선 로봇은 상기 전원공급부에서 제공된 AC 전원과 상기 ID신호제공부에서 제공된 ID신호에 포함된 위치정보를 동시에 전송받을 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 무선 로봇의 전원 제공 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 다수의 격자형 전원판은 행렬(matrix) 형태로 배열됨을 특징으로 하는 무선 로봇의 전원 제공 시스템.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 다수의 격자형 전원판은 서로 등간격으로 형성됨을 특징으로 하는 무선 로봇의 전원 제공 시스템.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 다수의 격자형 전원판의 폭은 상기 등간격보다 큰 것을 특징으로 하는 무선 로봇의 전원 제공 시스템.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 다수의 격자형 전원판에 각각 동일한 크기의 AC 전원이 인가됨을 특징으로 하는 무선 로봇의 전원 제공 시스템.

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