KR20130101201A

KR20130101201A - 스마트기기 도킹형 로봇

Info

Publication number: KR20130101201A
Application number: KR1020120022148A
Authority: KR
Inventors: 김현석; 김억
Original assignee: 김현석; 김억
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2013-09-13
Also published as: KR101320169B1

Abstract

본 발명인 스마트기기 도킹형 로봇은, 터치스크린, 스피커, 센서부, 제어부, 통신부, 전원부가 구비된 스마트기기; 상기 스마트기기에 설치된 로봇제어앱; 및 상기 스마트기기가 도킹되며, 받침대와 구동부와 헤드부가 구비된 로봇본체;를 포함한다.
본 발명을 사용하면, 터치스크린, 스크커, 센서부, 제어부, 통신부, 전원부를 모두 기본적으로 구비하고 있는 스마트기기와, 구동부를 구비한 로봇본체를 도킹하여, 스마트기기로 제어되는 로봇을 저렴하게 만들 수 있다.

Description

스마트기기 도킹형 로봇{SMART DEVICE DOCKING TYPE ROBOT}

본 발명은 로봇에 관한 것이다.

스마트기기가 널리 보급됨에 따라, 스마트기기로 로봇을 제어하는 기술이 활발히 개발되고 있다.

스마트기기로 로봇을 제어하는 기술이 적용된 예로, 한국공개특허(2011-0088136)에 개시된 "로봇 원격제어 시스템"이 있다. 다른 예로, 한국공개실용(2011-0010865)에 개시된 "이동통신기기의 음성처리기능과 무선통신기능을 이용한 대화형 음성작동완구"가 있다.

이렇게 스마트기기로 제어되는 로봇은, 구동부, 센서부, 제어부, 통신부, 전원부를 모두 갖추어야 하므로, 그 가격이 비싸다.

이로 인해, 스마트기기로 로봇을 제어하는 기술이 활발히 개발되고 있음에도 불구하고, 스마트기기로 제어되는 로봇은 널리 보급되지 못하고 있다.

본 발명의 목적은, 스마트기기로 제어되는 로봇을 저렴하게 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 움직임이 심한 헤드부에 스마트기기가 견고하게 도킹된 로봇을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 스마트기기 도킹형 로봇은,

터치스크린, 스피커, 센서부, 제어부, 통신부, 전원부가 구비된 스마트기기;

상기 스마트기기에 설치된 로봇제어앱; 및

상기 스마트기기가 도킹되며, 받침대와 구동부와 헤드부가 구비된 로봇본체;를 포함한다.

본 발명을 사용하면, 터치스크린, 스피커, 센서부, 제어부, 통신부, 전원부를 모두 기본적으로 구비하고 있는 스마트기기와, 구동부를 구비한 로봇본체를 도킹하여, 스마트기기로 제어되는 로봇을 저렴하게 만들 수 있다.

또한, 스마트기기에 설치된 로봇제어앱에 사용자 감성(취향)에 맞는 개인설정(메시지, 제스처, 댄스, 구연동화)을 하여, 사용자의 감성(취향)에 맞게 로봇을 제어할 수 있다.

또한, 스마트기기에 설치된 로봇제어앱을 업그레이드하여, 로봇을 다양한 방식으로 제어할 수 있다.

또한, 스마트기기의 소켓에 삽입되는 헤드부의 커넥터와, 스마트기기의 상면을 눌러주는 헤드부의 클램프와, 스마트기기의 전면을 눌러주는 헤드부의 커버로 인해, 스마트기기가 3중으로 헤드부에 고정되어, 헤드부가 심하게 움직이더라도, 로봇본체와 스마트기기의 도킹상태는 견고하게 유지된다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트기기 도킹형 로봇의 사시도이다.
도 2는, 도 1에 도시된 스마트기기 도킹형 로봇의 측면도이다.
도 3은, 도 1에 도시된 스마트기기 도킹형 로봇의 후면도이다.
도 4는, 도 1에 도시된 로봇본체로부터 스마트기기를 분리한 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는, 도 4에 도시된 거치대에 스마트기기를 올려놓은 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은, 도 5에 도시된 클램프를 내려 스마트기기의 상면을 눌러준 상태를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트기기 도킹형 로봇을 상세히 설명한다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트기기 도킹형 로봇의 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트기기 도킹형 로봇(1)은, 스마트기기(2), 로봇제어앱(3), 로봇본체(4)로 구성된다.

스마트기기(2)는, 기본적으로 설치된 프로그램 이외에 추가적으로 응용프로그램(앱)을 설치할 수 있으며, 터치스크린을 입력장치로 사용하며, 인터넷을 검색할 수 있고, 동영상과 사진을 볼 수 있고, 음악을 들을 수 있고, 동작인식이 가능한 기기로 정의된다. 스마트기기의 종류에는, 스마트패드(갤럭시탭, 아이패드)와 스마트폰(아이폰, 갤럭시폰)과 슬레이트피씨가 있다.

본 실시예에서는, 스마트기기(2)의 종류로 스마트폰을 예로 들었다.

스마트기기(2)는, 터치스크린(S), 마이크(미도시), 스피커(P, 도 5참조), 카메라(C, 도 5참조), 센서부(미도시), 통신부(미도시), 전원부(미도시)로 구성된다.

센서부는, 움직임을 감지하는 가속도센서, 회전기울기를 감지하는 자이로스코프센서, 위치를 알려주는 지피에스, 방위를 감지하는 자기센서, 물체의 접근을 감지하는 근접센서, 밝기를 감지하는 조도센서로 구성된다.

통신부는, 3G/4G통신칩, 와이파이칩, 블루투스칩으로 구성된다.

로봇제어앱(3)은, 출원인이 프로그래밍하여, 앱스토어나 안드로이드마켓에 업로드 한다. 사용자는 앱스토어나 안드로이드마켓에서 로봇제어앱(3)을 다운로드 받아, 스마트기기(2)에 설치할 수 있다.

로봇본체(4)는, 받침대(10), 구동부(20), 헤드부(30)로 구성된다.

받침대(10)는, 구동부(20)와 헤드부(30)를 지지하며 바닥면(예를 들어, 사용자의 책상 위)에 올려진다. 받침대(10)의 중심부에는 홈(11)이 구비된다. 홈(11)은 타원형의 형상을 가진다. 물론, 받침대(10)의 형상과 홈(11)의 형상은 다양할 수 있다.

도 2는, 도 1에 도시된 스마트기기 도킹형 로봇의 측면도이다. 도 3은, 도 1에 도시된 스마트기기 도킹형 로봇의 후면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 구동부(20)는, 제1구동부, 제2구동부, 제3구동부, 제4구동부, 제5구동부로 구성된다.

제1구동부는, 제1회전축(211)과 이를 회전시키는 제1모터(미도시)로 구성된다. 제1모터(미도시)는, 받침대(10)의 내부에 설치된다. 제1모터(미도시)는, 제1회전축(211)을 화살표 R1방향으로 회전시킴으로써, 헤드부(30)를 좌우로 회전시킨다.

제2구동부는, 제2회전축(221)과 이를 회전시키는 제2모터(미도시)로 구성된다. 제2회전축(221)의 상부에는 삼각형의 돌기(221a)가 형성된다. 제2모터(미도시)는, 제1회전축(211)의 내부에 설치된다. 제2모터(미도시)는, 제2회전축(221)을 화살표 R2방향으로 회전시킴으로써, 헤드부(30)를 좌우로 기울인다.

제3구동부는, 2개의 제3회전축(231)들과 이를 회전시키는 제3모터(미도시)로 구성된다. 2개의 제3회전축(231)들은, 서로 일정간격 떨어져 마주본다. 제3모터(미도시)는, 제2회전축(221)의 돌기(221a)의 내부에 설치된다. 제3모터(미도시)는, 제3회전축(231)을 화살표 R3방향으로 회전시킴으로써, 헤드부(30)를 전후로 크게(±60°)기울인다.

제4구동부는, 제4회전축(241)과 이를 회전시키는 제4모터(미도시)로 구성된다. 제4모터(미도시)는, 2개의 제3회전축(231)들 중 어느 하나의 내부에 설치된다. 제4모터(미도시)는, 제4회전축(241)을 화살표 R4방향으로 회전시켜, 헤드부(30)를 전후로 작게(±30°) 기울인다.

제5구동부는, 제5회전축(251)과 이를 회전시키는 제5모터(미도시)로 구성된다. 제5모터(미도시)는, 제4회전축(241)의 내부에 설치된다. 제5회전축(251)의 전면은 후판(311)의 후면에 결합된다. 후판(311)은, 후술할 헤드부(30)를 구성하는 거치대(310, 도 4참조)의 구성요소이다.

제5모터(미도시)는, 제5회전축(251)을 화살표 R5방향으로 회전시켜, 헤드부(30)를 제5회전축(251)의 중심축(X)을 중심으로 제자리에서 회전시킨다.

제1회전축(211), 제2회전축(221), 제3회전축(231), 제4회전축(241), 제5회전축(251)은, 시간차를 두고 움직일 수도 있고, 동시에 움직일 수도 있다. 이로 인해, 헤드부(30)가 다양한 형태로 움직일 수 있다.

도 4는, 도 1에 도시된 로봇본체로부터 스마트기기를 분리한 상태를 나타낸 도면이다. 도 5는, 도 4에 도시된 거치대에 스마트기기를 올려놓은 상태를 나타낸 도면이다. 도 6은, 도 5에 도시된 클램프를 내려 스마트기기의 상면을 눌러준 상태를 나타낸 도면이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 헤드부(30)는, 거치대(310), 클램프(320), 커버(330), 마스크(340), 커넥터(350)로 구성된다.

거치대(310)는, 후판(311), 받침판(312), 지지축(313)으로 구성된다. 후판(311)은 스마트기기(2)의 후면을 받치고, 받침판(311)은 스마트기기(2)의 하면을 받친다.

하나의 판을 절곡하여 후판(311)과 받침판(312)을 한꺼번에 만들 수도 있고, 별개의 판으로 후판(311)과 받침판(312)을 각각 만들어 서로 용접할 수도 있다.

지지축(313)은, 후판(311)의 상단에 설치된다.

클램프(320)는, 스마트기기(2)의 상면을 눌러준다. 클램프(320)는, 누름돌기(321), 회전링(322)으로 구성된다. 누름돌기(321)는, "ㄱ"자 형성을 가진다. 누름돌기(321)의 끝 부분에 회전링(322)이 결합된다. 회전링(322)은, 지지축(313)의 중간에 회전가능하게 삽입된다.

회전링(322)은 수동으로 회전된다. 이를 위해, 회전링(322)의 외주면에 제1톱니(332a)를 형성하고, 제1톱니(332a)에 걸리는 제1스톱퍼(332b)를 후판(311)의 일측에 설치한다. 사용자가, 누름돌기(321)를 내리면, 누름돌기(321)가 스마트기기(2)의 상면을 누르게 된다. 사용자가, 누름돌기(321)를 내리는 동안, 제1스톱퍼(332b)가 제1톱니(332a)를 타고 넘어간다. 사용자가, 누름돌기(321)의 누름을 멈추면, 제1스톱퍼(332b)는 제1톱니(332a)에 걸린 상태로 회전링(322)이 회전하지 못하게 하여, 누름돌기(321)가 스마트기기(2)의 상면을 눌러주는 상태를 유지시킨다.

반대로, 사용자가, 누름돌기(321)를 올리면, 누름돌기(321)가 스마트기기(2)의 상면을 더 이상 누르지 않는다. 사용자가, 누름돌기(321)를 올리는 동안, 제1스톱퍼(332b)가 제1톱니(332a)를 타고 넘게 된다. 사용자가, 누름돌기(321)의 올림을 멈추면, 제1스톱퍼(332b)는 제1톱니(332a)에 걸린 상태로 회전링(322)이 회전하지 못하게 하여, 누름돌기(321)가 스마트기기(2)의 상면을 더 이상 누르지 않는 상태를 유지시킨다.

한편, 회전링(322)은 자동으로 회전될 수도 있다. 이 경우, 후판(311)의 전면에 제1근접센서를 설치하고, 후판(311)의 내부에 클램프모터를 설치하고, 받침대(10)에 클램프열림스위치를 설치한다. 회전링(322)은 클램프모터의 축에 연결된다. 거치대(310)에 스마트기기(2)가 놓여지면, 제1근접센서가 이를 감지하여 클램프모터로 신호를 보낸다. 그러면, 클램프모터가 반시계방향으로 회전링(322)을 회전시킨다. 그러면, 누름돌기(321)가 내려와 스마트기기(2)의 상면을 눌러준다. 사용자가, 클램프열림스위치를 누르면, 클램프모터가 시계방향으로 회전링(322)을 회전시킨다. 그러면, 누름돌기(321)가 올라와 스마트기기(2)의 상면을 더 이상 누르지 않는다.

커버(330)는, 스마트기기(2)의 전면을 눌러준다. 커버(330)에는 스마트기기(2)의 터치스크린(S)이 보일 수 있는 창(331)과, 스마트기기(2)의 전면카메라(C)가 보일 수 있는 카메라구멍(332)이 구비된다.

커버(330)는, 일정간격 떨어진 2개의 연결대(333)들로 지지축(313)에 연결된다. 2개의 연결대(333)들의 일 끝단은 커버(330)에 연결되고, 2개의 연결대(333)들의 타 끝단은 지지축(313)에 회전가능하게 삽입된다. 2개의 연결대(333)들의 타 끝단은 원통형상을 가진다.

2개의 연결대(333)들의 타 끝단이 지지축(313)에 회전가능하게 삽입되면, 2개의 연결대(333)들의 타 끝단 사이로 회전링(322)이 위치한다.

커버(330)는, 클램프(320)와 마찬가지로 수동으로 회전된다. 이를 위해, 2개의 연결대(333)들의 타 끝단 중 어느 하나에 제2톱니(333a)를 형성하고, 제2톱니(333a)에 걸리는 제2스톱퍼(333b)를 후판(311)의 일측에 설치한다. 커버(330)를 수동으로 회전시키는 방법은, 클램프(320)를 수동으로 회전시키는 방법과 동일하므로, 그 설명을 생략한다.

한편, 커버(330)은 자동으로 회전될 수 있다. 이 경우, 후판(311)의 전면에 제2근접센서를 설치하고, 후판(311)의 내부에 커버모터를 설치하고, 받침대(10)에 커버열림스위치를 설치한다. 2개의 연결대(333)들의 타 끝단 중 어느 하나는 커버모터의 축에 연결한다. 커버(330)를 자동으로 회전시키는 방법은, 클램프(320)를 자동으로 회전시키는 방법과 동일하므로, 그 설명을 생략한다.

마스크(340)는, 커버(330)의 전면에 착탈가능하게 설치된다. 이로 인해, 종전의 마스크(340)를 다른 종류의 마스크(340)로 쉽게 교체할 수 있다.

마스크(340)에는, 커버(330)의 카메라구멍(332)에 대응하는 위치에 카메라구멍(342, 도 1참조)이 구비된다.

한편, 로봇제어앱(3)은, 마스크(340)의 종류를 구별하여, 터치스크린(S)에 마스크(340)의 종류에 어울리는 영상을 출력하고, 스피커(P)를 통해 마스크(340)의 종류에 어울리는 소리를 출력할 수 있다. 이를 위해, 마스크(340)에 RFID칩을 설치하고, 커버(330)에 RFID식별기가 설치할 수 있다.

RFID식별기가 RFID칩으로부터 마스크식별신호를 받으면, RFID식별기는, 커넥터(350)와 소켓(K)을 통해 로봇제어앱(3)에 마스크식별신호를 보낸다.

로봇제어앱(3)은, 마스크식별신호로부터 마스크(340)의 종류를 구별하여, 터치스크린(S)에 마스크(340)의 종류에 어울리는 영상을 출력하고, 스피커(P)를 통해 마스크(340)의 종류에 어울리는 소리를 출력한다.

커넥터(350)는, 거치대(310)에 스마트기기(2)가 놓여질 때, 스마트기기(2)의 소켓(K)에 삽입된다. 소켓(K)과 커넥터(350)를 통해서, 스마트기기(2)의 전원부가 로봇본체(4)의 구동부에 전원을 공급한다. 또한, 소켓(K)과 커넥터(350)를 통해서, 스마트기기(2)와 로봇본체(4)가 신호를 서로 주고 받는다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트기기 도킹형 로봇의 작동을 설명한다.

사용자는, 앱스토어나 안드로이드마켓에서 로봇제어앱(3)을 다운로드 받아 스마트기기(2)에 설치한다.

사용자는, 도 4에 도시된 바와 같이, 로봇본체(4)의 커버(330)를 위로 연다.

사용자는, 도 5에 도시된 바와 같이, 로봇본체(4)의 커넥터(350)를 스마트기기(2)의 소켓(K)에 삽입시켜, 로봇본체(4)에 스마트기기(2)를 도킹시킨다.

사용자는, 도 6에 도시된 바와 같이, 누름돌기(321)를 내려서 스마트기기(2)의 상면을 누른다.

사용자는, 도 1에 도시된 바와 같이, 커버(33)를 내려서 스마트기기(2)의 전면을 눌러준다.

사용자는, 도 1에 도시된 로봇제어앱(3)을 실행시켜, 자신의 감성(취향)에 맞는 개인설정(메시지, 제스처, 댄스, 구연동화)을 로봇제어앱(3)에 입력한다. 로봇제어앱(3)에는, 개인설정에 맞는 헤드부(30)의 동작패턴이 미리 입력되어 있다. 물론, 개인설정에 맞는 헤드부(30)의 동작패턴은 로봇제어앱(3)을 업그레이드하여 얼마든지 바꿀 수 있다.

로봇제어앱(3)은, 사용자의 개인설정이 입력되면, 구동부(20)에 동작패턴대로 헤드부(30)를 움직이라고 지시한다.

구동부(20)는, 도 3에 도시된 5가지 회전방향(R1, R2, R3, R4, R5)으로 헤드부(30)를 움직인다. 이때, 구동부(20)는, 5가지 회전방향(R1, R2, R3, R4, R5) 중 2~4가지 방향을 조합하여 헤드부(30)를 움직이거나, 5가지 회전방향(R1, R2, R3, R4, R5) 중 어느 한 방향으로만 헤드부(30)를 움직일 수도 있다.

또한, 로봇제어앱(3)은, 터치스크린(S)을 통해 사용자의 감성에 맞는 다양한 영상을 출력시킬 수 있다.

또한, 로봇제어앱(3)은, 스피커(P, 도 5참조)를 통해 사용자의 감성에 맞는 다양한 소리를 출력시킬 수 있다.

Claims

터치스크린, 스피커, 센서부, 제어부, 통신부, 전원부가 구비된 스마트기기;
상기 스마트기기에 설치된 로봇제어앱; 및
상기 스마트기기가 도킹되며, 받침대와 구동부와 헤드부가 구비된 로봇본체;를 포함하는 스마트기기 도킹형 로봇.
제1항에 있어서,
상기 받침대는, 상기 구동부와 헤드부를 지지하며,
상기 구동부는,
상기 헤드부를 좌우로 회전시키며, 제1회전축과 상기 제1회전축을 회전시키는 제1모터로 구성된 제1구동부와,
상기 헤드부를 좌우로 기울이며, 제2회전축과 상기 제2회전축을 회전시키는 제2모터로 구성된 제2구동부와,
상기 헤드부를 전후로 크게(±60°) 기울이며, 제3회전축과 상기 제3회전축을 회전시키는 제3모터로 구성된 제3구동부와,
상기 헤드부를 전후로 작게(±30°) 기울이며, 제4회전축과 상기 제4회전축을 회전시키는 제4구동부와,
상기 헤드부를 제자리에서 회전시키며, 제5회전축과 상기 제5회전축을 회전시키는 제5구동부로 구성되며,
상기 헤드부는, 상기 스마트기기가 올려지는 거치대, 상기 스마트기기의 상면을 눌러주는 클램프, 상기 스마트기기의 전면을 눌러주는 커버, 상기 커버에 착탈가능하게 설치된 마스크, 상기 스마트기기의 소켓에 삽입되는 커넥터로 구성된 스마트기기 도킹형 로봇.
제2항에 있어서,
상기 거치대는, 상기 스마트기기의 후면을 받치는 후판과, 상기 스마트기기의 하면을 받치는 받침판과, 상기 후판의 상단에 설치된 지지축으로 구성되며,
상기 클램프는, 상기 지지축의 중간에 회전가능하게 삽입된 회전링과, 상기 회전링과 연결된 누름돌기로 구성되며,
상기 커버는, 상기 지지축에 2개의 연결대들로 연결되며, 상기 2개의 연결대들의 타 끝단은 상기 지지축에 회전가능하게 삽입된 스마트기기 도킹형 로봇.
제3항에 있어서,
상기 회전링의 외주면에는 제1톱니가 형성되며, 상기 후판의 일측에는 상기 제1톱니에 걸리는 제1스톱퍼가 설치되고,
상기 2개의 연결대들의 타 끝단 중 어느 하나에는 제2톱니가 형성되고, 상기 후판의 일측에는 상기 제2톱니에 걸리는 제2스톱퍼가 설치된 스마트기기 도킹형 로봇.
제3항에 있어서,
상기 후판의 내부에는 상기 회전링을 회전시키는 클램프모터가 설치되고, 상기 후판의 전면에는 제1근접센서가 설치되고, 상기 받침대에는 클램프열림스위치가 설치되며,
상기 후판의 내부에는 상기 2개의 연결대들을 회전시키는 커버모터가 설치되고, 상기 후판의 전면에는 제2근접센서가 설치되고, 상기 받침대에는 커버열림스위치가 설치된 스마트기기 도킹형 로봇.
제2항에 있어서, 상기 마스크에는 RFID칩이 설치되고, 상기 커버에는 RFID식별기가 설치된 스마트기기 도킹형 로봇.
제1항에 있어서,
상기 로봇제어앱에는, 사용자의 감성(취향)에 맞는 개인설정(메시지, 제스처, 댄스, 구연동화, 날씨, 알람)이 입력되고,
상기 로봇제어앱은, 상기 사용자의 감성에 맞게, 상기 헤드부를 움직이도록 상기 구동부에 지시하거나, 상기 터치스크린을 통해 상기 사용자의 감성에 맞는 다양한 영상을 출력시키거나, 상기 스피커를 통해 상기 사용자의 감성에 맞는 다양한 소리를 출력시키는 스마트기기 도킹형 로봇.