KR20160068042A

KR20160068042A - Service robot

Info

Publication number: KR20160068042A
Application number: KR1020140172813A
Authority: KR
Inventors: 이학용; 윤종현
Original assignee: (주)엠텍; 이학용
Priority date: 2014-12-04
Filing date: 2014-12-04
Publication date: 2016-06-15
Also published as: WO2016088918A1

Abstract

The present invention relates to a service robot capable of controlling operations using one control device; changing a robot configuration having a different function in accordance with usage; and partially exchanging a configuration when malfunctioning. The service robot comprises: at least one of a moving module, an upper body module, a first middle module, a second middle module, a header module, a first arm module, a second arm module, and a waist module; a main board having a box form, having a plurality of slots to which at least one board on which a central processing unit and a driving driver are mounted may be fastened; and a control device controlling an operation of the service robot using a driving driver of a board fastened to the slots and the central processing unit.

Description

Service Robot {SERVICE ROBOT}

본 발명은 서비스 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a service robot.

근래 로봇 관련 기술의 발전과 무선통신의 급속한 성장으로 서비스 로봇에 대한 연구가 활발하다. 서비스 로봇은 기존의 독립된 로봇과는 달리, 초고속 통신망에 단말로 연결됨으로써 로봇 외부의 서버에 주요 연산기능 및 프로세서와 콘텐츠 등의 기능을 분담시킨 로봇을 말한다.Recently, researches about service robots are actively developed due to the development of robot related technology and the rapid growth of wireless communication. Unlike existing independent robots, service robots are connected to terminals on a high-speed communication network, thereby sharing a main computing function and functions such as a processor and contents to a server outside the robot.

네트워크 로봇 또는 분산 지능 로봇이라고도 일컬어지는 서비스 로봇은, 서버에 복잡한 연산수행 등을 맡김으로써 기존의 독립된 로봇에 비해 로봇 자체의 하드웨어 구성은 단순화되면서, 서버와의 통신을 통해 보다 다양한 기능을 수행할 수 있다.Service robots, also known as network robots or distributed intelligent robots, allow complex operations to be performed on the server, so that the hardware configuration of the robot itself is simplified compared to the existing independent robots, and a variety of functions can be performed through communication with the server have.

이러한 서비스 로봇의 활용 성을 높이기 위해 가장 중요한 요인은 직접적인 사용자가 되는 고객의 요청에 따라 기능을 달리하여 제공하는 것이다.The most important factor for enhancing the usability of such a service robot is to provide different functions according to the request of the customer as a direct user.

그러나, 기존의 서비스 로봇은 하나의 시스템을 개발해 로봇의 형태를 변경하면서, 고객의 요구를 반영하는 것은 어려움이 많다. 고가격의 서비스 로봇 시장에서 경쟁력을 확보하기 위해서는 기능별 모듈화를 통해 서비스 대상 시장을 다각화하고 원가를 최소화 할 수 있어야 한다. 또한, 기존의 서비스 로봇은 특정 목적에 한정적으로 개발, 제작됨으로써, 사용자, 구매자에게 쉽게 싫증을 유발할 뿐만 아니라, 실생활에 연계되어 사용되지 못하고, 한정적인 기능만을 위해 제작된 서비스 로봇이므로, 다른 동작을 필요로 할 때 새로운 로봇을 추가로 구매해야 하는 문제점이 있다.However, existing service robots have difficulty in reflecting the needs of customers while developing a single system to change the shape of robots. In order to secure competitiveness in the high-priced service robot market, it is necessary to diversify the service target market and minimize the cost by modularizing functions. In addition, since existing service robots are developed and manufactured specifically for a specific purpose, they are not only easily bored to users and buyers but also used in service robots that are not used in connection with real life and are manufactured only for limited functions. There is a problem that an additional robot should be purchased when necessary.

또한 기존의 서비스 로봇 중 기능별로 모듈화되고 각 모듈을 조립하여 사용하고자 하는 환경에 맞게 제작된 서비스 로봇은 각 모듈별로 별도의 제어장치를 탑재하고 있어 비용이 높고 효율성이 떨어지는 문제점이 있다. In addition, service robots that are modularized according to functions and assembled for use in an environment in which each module is assembled and used are equipped with separate control devices for each module, which is costly and low in efficiency.

한국등록특허 제10-121815호(등록일: 2012.12.27.)Korean Registered Patent No. 10-121815 (Registered on December 27, 2012) 한국공개특허 제1991-7000495호(공개일: 1991.03.15.)Korean Patent Publication No. 1991-7000495 (published on March 15, 1991).

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 하나의 제어장치로 동작 제어가 가능한 서비스 로봇을 제공하는 것이다. 또한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 사용 용도에 따라 다른 기능을 가지는 로봇 구성의 변경이 가능하며, 그로 인해 다른 용도를 위한 교체나, 일부만 고장이 났을 때, 전체가 아닌 일부 구성만 교환이 가능한 서비스 로봇을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a service robot capable of controlling operations with a single control device. The present invention also provides a method for changing a configuration of a robot having different functions according to a use purpose, and therefore, it is possible to change a robot configuration for another purpose, A robot is provided.

본 발명의 특징에 따르면, 서비스 로봇이 제공된다. 이 서비스 로봇은 서로 이격되어 있으며 각각 고유 ID(identification)을 가진 이동모듈, 상체모듈, 제1 미들모듈, 제2 미들모듈, 헤더모듈, 제1 암모듈, 제2 암모듈 및 허리모듈 중 적어도 하나, 그리고 박스 형태로 구성되며, 중앙처리장치 및 구동 드라이버를 탑재한 적어도 하나의 보드가 체결될 수 있는 복수의 슬롯이 형성된 메인보드를 구비하며, 상기 중앙처리장치와 상기 슬롯에 체결된 보드의 구동 드라이버를 이용하여 서비스 로봇의 전반적인 동작을 제어하는 제어장치가 결합되어 구성되고, 결합된 상기 8개의 모듈 중 적어도 하나 및 상기 제어장치는 서로 전기적으로 연결되며, 상기 이동모듈, 상기 상체모듈, 상기 제1 미들모듈 및 상기 제2 미들모듈은 상기 제어장치를 내장하여 전기적으로 연결 가능하도록 구성되고, 상기 헤더모듈, 상기 제1 암모듈, 상기 제2 암모듈 및 상기 허리모듈은 상기 제어장치의 외부에 위치하여 상기 제어장치와 유선 또는 무선으로 연결되도록 구성되며, 상기 제어장치는 자신을 포함하여 결합된 모듈 중에서 상기 이동모듈, 상기 상체모듈, 상기 제1 미들모듈 및 상기 제2 미들모듈 중 적어도 하나를 포함하면 임의의 하나의 모듈에 내장되고, 상기 이동모듈, 상기 상체모듈, 상기 제1 미들모듈 및 상기 제2 미들모듈을 포함하지 않으면 상기 헤더모듈, 상기 제1 암모듈, 상기 제2 암모듈 및 상기 허리모듈 중 하나에 연결된다.According to an aspect of the present invention, a service robot is provided. The service robots are spaced apart from each other and include at least one of a mobile module having a unique identification, an upper body module, a first middle module, a second middle module, a header module, a first arm module, a second arm module, And a main board formed in a box shape and having a plurality of slots in which at least one board having a central processing unit and a driving driver mounted thereon can be fastened to the main board, And a control device for controlling the overall operation of the service robot using a driver, wherein at least one of the eight modules and the control device are electrically connected to each other, and the moving module, the upper body module, 1 middle module and the second middle module are constructed so as to be electrically connectable by incorporating the control device, and the header module, Wherein the first module, the second module, and the waist module are located outside the control device and are connected to the control device by wire or wireless, and the control device includes the mobile module, The first middle module, and the second middle module, and the at least one of the first module and the second module includes at least one of the moving module, the upper body module, the first middle module, and the second middle module. Or to one of the header module, the first arm module, the second arm module, and the waist module.

상기 제어장치는 사용자에 의해 조작되는 외부 컨트롤러와 연결되고, 상기 외부 컨트롤러로부터 수신되는 사용자의 명령에 대응하여 각 모듈의 동작을 제어한다. 이러한 제어장치는 적어도 서비스 로봇을 구성하는 모듈의 수만큼 설치되는 상기 복수의 슬롯, 외부 컨트롤러와 유선 또는 무선을 연결되어 상기 외부 컨트롤러와의 데이터 송수신을 수행하는 통신부, 상기 제어장치가 상기 서비스 로봇을 구성하는 적어도 하나의 모듈 중 하나에 연결될 때 동작하여 상기 서비스 로봇을 이루는 각 모듈의 통신부에게 모듈 ID를 요청하고 획득하여 상기 서비스 로봇의 하드웨어 구성을 파악하는 부품구성 파악부, 상기 하드웨어 구성과 상기 복수의 슬롯에 설치된 보드의 구성을 비교하여 상기 설치된 보드가 상기 하드웨어 구성에 매칭되지 않는 경우에 경고 동작을 수행하는 결합오류 파악부, 그리고 상기 복수의 슬롯을 통해 상기 보드의 구성을 파악하며 상기 하드웨어 구성과 상기 보드의 구성이 매칭되는 경우에 상기 복수의 슬롯에 설치된 보드에 탑재된 각 구동 드라이버에 대한 레지스트리를 설정한 후 상기 외부 컨트롤러의 입력에 대응하여 각 모듈의 동작을 제어하는 중앙처리장치를 포함한다.The control device is connected to an external controller operated by a user, and controls the operation of each module in response to a user command received from the external controller. The control device includes at least a plurality of slots installed as many as the number of modules constituting the service robot, a communication unit connected to the external controller by wire or wireless to perform data transmission / reception with the external controller, A component configuration grasping unit operable when the at least one module is connected to one of at least one module constituting the service robot and requesting and acquiring a module ID from a communication unit of each module constituting the service robot to grasp the hardware configuration of the service robot; Wherein the board includes a plurality of slots, and the plurality of slots are connected to each other through a plurality of slots, And when the configuration of the board is matched, After setting the registry for the respective driving drivers mounted on a board provided with a plurality of slots in response to the input of the external controller includes a central processing unit for controlling the operation of each module.

상기 이동모듈, 상기 상체모듈, 상기 제1 미들모듈, 상기 제2 미들모듈, 상기 헤더모듈, 상기 제1 암모듈, 상기 제2 암모듈 및 상기 허리모듈은 각각 다른 모듈 또는 상기 제어장치와 통신을 하기 위한 통신부를 가지며, 각 통신부는 통신시 해당 모듈의 모듈 ID를 포함하여 신호를 전송한다.The mobile module, the body module, the first middle module, the second middle module, the header module, the first arm module, the second arm module, and the waist module communicate with each other module or the control device And each communication unit transmits a signal including the module ID of the corresponding module at the time of communication.

상기 이동모듈, 상기 상체모듈, 상기 제1 미들모듈, 상기 제2 미들모듈, 상기 헤더모듈, 상기 제1 암모듈, 상기 제2 암모듈 및 상기 허리모듈 중 상기 제어장치와 연결되는 하나의 모듈의 통신부는 상기 제어장치의 제어에 따라 마스터로 동작하여 상기 제어장치의 출력을 다른 모듈의 통신부에 전송하거나 다른 모듈의 통신부에서 전송하는 신호를 수신하여 상기 제어장치에 제공한다.Wherein one of the moving module, the upper body module, the first middle module, the second middle module, the header module, the first arm module, the second arm module, and the waist module is connected to the controller The communication unit operates as a master in accordance with the control of the control unit and transmits the output of the control unit to the communication unit of the other module or receives a signal transmitted from the communication unit of the other module and provides the signal to the control unit.

그리고 상기 이동모듈, 상기 상체모듈, 상기 제1 미들모듈, 상기 제2 미들모듈, 상기 헤더모듈, 상기 제1 암모듈, 상기 제2 암모듈 및 상기 허리모듈 중 상기 제어장치와 연결되지 않은 각 모듈의 통신부는 내부의 구성과 전기적으로 연결되어 상기 내부의 구성에서 출력하는 신호를 상기 제어장치로 전송하거나 상기 제어장치에서 전송하는 신호를 상기 내부의 구성으로 전달한다.And wherein each of the modules, which is not connected to the control device among the moving module, the upper body module, the first middle module, the second middle module, the header module, the first arm module, the second arm module, The communication unit of the communication unit is electrically connected to the internal configuration and transmits a signal output from the internal configuration to the control unit or a signal transmitted from the control unit to the internal configuration.

상기 이동모듈은 상기 이동모듈에 대한 고유 ID(Identification)를 가지며, 다른 모듈의 통신부와의 통신시 고유 ID를 포함하여 신호를 전송하는 통신부, 복수의 바퀴와 각 바퀴를 동작시키는 모터 또는 액츄에이터를 포함하는 바퀴부, 그리고 상기 복수의 바퀴가 이동하고자 하는 방향의 장애물을 감지하고 감지된 장애물의 정보를 상기 제어장치에 제공하는 센서를 포함한다.The mobile module has a unique ID for the mobile module and includes a communication unit for transmitting a signal including a unique ID when communicating with a communication unit of another module, a motor or an actuator for operating the plurality of wheels and each wheel And a sensor for detecting obstacles in a direction in which the plurality of wheels are to be moved and providing information of the detected obstacles to the control device.

상기 상체모듈은 상기 제1 또는 상기 제2 암모듈과 결합되는 구조를 가지며, 상기 이동모듈에 대한 고유 ID를 가지며, 다른 모듈의 통신부와의 통신시 고유 ID를 포함하여 신호를 전송하는 통신부, 결합된 상기 제1 또는 상기 제2 암모듈이 이동시키고자 하는 물체의 위치를 감지하는 센서, 그리고 상기 제어장치의 제어에 따라 결합된 상기 제1 또는 제2 암모듈을 동작시키는 로봇팔 구동부를 포함한다.A communication unit having a structure in which the upper body module is coupled to the first or the second arm module and has a unique ID for the moving module and transmits a signal including a unique ID when communicating with a communication unit of another module; A sensor for detecting the position of an object to be moved by the first or second arm module, and a robot arm driving unit for operating the first or second arm module coupled according to the control of the controller .

상기 제1 미들모듈은 휴대폰이나 컴퓨터를 입력 및 출력 장치로 사용되도록 장착하는 구조를 가지며, 상기 제1 미들모듈에 대한 고유 ID를 가지며, 다른 모듈의 통신부와의 통신시 고유 ID를 포함하여 신호를 전송하는 통신부, 사람이나 물체의 접근을 감지하는 센서를 포함한다.The first middle module has a unique ID for the first middle module, and includes a unique ID when communicating with a communication unit of another module to transmit a signal A communicating unit for transmitting, and a sensor for detecting the approach of a person or an object.

상기 제2 미들모듈은 상기 제2 미들모듈에 대한 고유 ID를 가지며, 다른 모듈의 통신부와의 통신시 고유 ID를 포함하여 신호를 전송하는 통신부, 사람이나 물체의 접근을 감지하는 센서, 사용자의 명령을 입력받아 상기 제어장치에 제공하는 입력부, 그리고 상기 제어장치의 제어에 따라 화면출력 또는 음성출력으로 정보를 외부에 알리는 출력부를 포함한다.The second middle module has a unique ID for the second middle module, and includes a communication unit for transmitting a signal including a unique ID when communicating with a communication unit of another module, a sensor for detecting the approach of a person or an object, And an output unit for informing the information to the outside by screen output or audio output under the control of the controller.

상기 제어장치의 통신부는 상기 외부 컨트롤러와 블루투스 통신 또는 와이파이 통신을 통해 데이터 송수신을 수행한다.The communication unit of the controller performs data transmission / reception with the external controller through Bluetooth communication or Wi-Fi communication.

상기 제어장치는 상기 이동모듈, 상기 상체모듈, 상기 제1 미들모듈 및 상기 제2 미들모듈을 포함하지 않고 상기 서비스 로봇을 구성하는 경우이면 상기 헤더모듈, 상기 제1 암모듈, 상기 제2 암모듈 및 상기 허리모듈 중 하나에 유선 또는 무선으로 연결된다.In the case where the service robot does not include the mobile module, the body module, the first middle module, and the second middle module, the controller module may be configured to transmit the header module, the first arm module, And wired or wirelessly connected to one of the waist modules.

본 발명의 실시 예에 따르면, 하나의 제어장치로 복수의 모듈의 조합된 서비스 로봇을 동작 제어할 수 있게 하여 모듈별로 제어장치를 구비하지 않아도 되므로 비용을 절감시키고 서비스 로봇 제작에 효율을 높일 수 있게 한다. 또한 사용 용도에 따라 다른 기능을 가지는 로봇 구성의 변경이 가능하며, 그로 인해 다른 용도를 위한 교체나, 일부만 고장이 났을 때, 전체가 아닌 일부 구성만 교환이 가능하여 비용을 절감할 수 있게 한다. According to the embodiment of the present invention, it is possible to control operation of a service robot combined with a plurality of modules by a single controller, so that it is not necessary to provide a control unit for each module. Therefore, do. In addition, it is possible to change the configuration of the robot having different functions according to the use purpose, so that it is possible to replace only some components, not the whole, when the robot is replaced for another purpose or a part is broken.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 로봇의 분해도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 로봇의 결합도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 제어장치의 사용예이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 제어장치의 사용예이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제어장치의 하드웨어 구성을 보인 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제어장치에 체결되는 보드의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 제어장치의 블록 구성도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 제어장치의 동작 순서도이다.1 is an exploded view of a service robot according to an embodiment of the present invention.
2 is a combined view of a service robot according to an embodiment of the present invention.
3 is a use example of the control apparatus according to the first embodiment of the present invention.
4 is an example of use of the control apparatus according to the second embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing a hardware configuration of a control apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a perspective view of a board fastened to a control device according to an embodiment of the present invention.
7 is a block diagram of a control apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is an operational flowchart of a control apparatus according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification. And when an element is referred to as "including" an element, it is meant to include not only another element but also other elements, unless specifically stated otherwise.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 서비스로봇을 설명한다.Hereinafter, a service robot according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 로봇의 분해도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 로봇은 8 개의 모듈을 포함한다. 즉, 서비스 로봇은 이동모듈(100), 상체모듈(200), 2개의 미들모듈(middle module, 300, 300a), 헤더모듈(header module, 400), 2개의 암모듈(arm module, 500, 500a) 및 허리모듈(600)을 포함한다.1 is an exploded view of a service robot according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the service robot according to the embodiment of the present invention includes eight modules. That is, the service robot includes a moving module 100, an upper body module 200, two middle modules 300 and 300a, a header module 400, and two arm modules 500 and 500a And a waist module 600.

이동모듈(100)은 복수의 바퀴(131)를 구비하며, 이동 기능을 수행한다. 상체모듈(200)은 2개의 암모듈(500, 500a) 중 적어도 하나가 전기적으로 연결 가능하도록 구성되며, 연결된 암모듈(500, 500a 중 적어도 하나)의 동작시키는 장치(예; 모터, 액츄에이터 등)를 가진다.The moving module 100 includes a plurality of wheels 131 and performs a moving function. The upper body module 200 is configured such that at least one of the two arm modules 500 and 500a is electrically connectable and a device (e.g., a motor, an actuator, etc.) for operating the connected module 500, .

2개의 미들모듈(300, 300a)은 다른 모듈과의 조립(체결)시 하나만이 이용된다. 제1 미들모듈(300)은 컴퓨터나 터치패드, 테블릿 PC, 핸드폰 등의 컴퓨터 기기를 내장 또는 체결할 수 있도록 구성되고, 제2 미들모듈(300)은 화면표시장치를 가지며 각종 센서나 통신모듈을 탑재하도록 구성된다. 이러한 제1 및 제2 미들모듈(300, 300a)은 화면표시장치를 통해 사용자의 명령을 입력받을 수 있도록 구성되고, 또한 컴퓨터 기기가 화면 표시 기능을 가지는 경우에 각종 정보를 표시할 수 있는 수단으로 이용한다. 이러한 미들모듈(300, 300a)는 키오스 단말기와 같이 홍보, 안내에 대한 디스플레이 효과를 극대화하기 위한 기능을 수행한다.The two middle modules 300 and 300a are used only when assembled (fastened) with other modules. The first middle module 300 is configured to embed or connect computer devices such as a computer, a touch pad, a tablet PC, and a mobile phone. The second middle module 300 has a screen display device, . The first and second middle modules 300 and 300a are configured to receive a user command through a screen display device and to display various information when the computer device has a screen display function . The middle modules 300 and 300a function to maximize the display effect of the publicity and guidance like the kiosk terminal.

헤더모듈(400)는 상하 구동을 통한 모션 기능을 한다. 헤더모듈(400)은 다른 모듈에 조립(체결)된 경우에 서비스 로봇의 감성을 표현한다. 이러한 헤더모듈(400)은 화면표시장치를 가진다.The header module 400 performs a motion function by driving up and down. The header module 400 expresses emotion of the service robot when assembled (fastened) to another module. The header module 400 has a screen display device.

2개의 암모듈(arm module, 500, 500a)는 서로 다른 물리적인 작업을 수행한다. 물리적인 작업은 물건을 잡거나 물건을 들어올리거나 물건을 내려놓거나, 특수 용도의 작업 등으로, 일반적인 로봇팔이 수행하는 기능을 수행한다. 허리모듈(600)은 좌, 우 회전이 가능하며, 사람의 허리와 같은 기능을 수행한다.The two arm modules (500, 500a) perform different physical tasks. Physical work performs functions performed by a general robotic arm, such as picking up objects, lifting objects, putting things down, or doing special tasks. The waist module 600 is capable of rotating left and right and functions like a waist of a person.

8개의 모듈(100 내지 600)은 각 기능은 일 예로 기술하였을 뿐 이에 한정되지 않고 다양하게 변형 또는 변경이 가능하다. 8개의 모듈(100 내지 600)은 각각 독립적으로 이용되거나, 적어도 하나의 다른 모듈과 전기적 및 기구적으로 연결되어 사용된다. 여기서는 8개의 모듈(100 내지 600)을 일 예로 설명하였지만, 별도의 기능을 가진 다른 모듈이 추가될 수 있다.The functions of the eight modules 100 to 600 are described as an example, but the present invention is not limited thereto and various modifications or changes may be made. The eight modules 100 to 600 may be used independently of each other, or may be electrically and mechanically connected to at least one other module. Although eight modules 100 to 600 are described herein as examples, another module having a separate function may be added.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 로봇의 결합도로서, (a)는 정면도이고, (b)는 우측면도이다. 2 is a coupling diagram of a service robot according to an embodiment of the present invention, wherein (a) is a front view and (b) is a right side view.

8개의 모듈 중 6개의 모듈을 조립한 서비스 로봇의 일 예이다. 도 2에 도시된 바와 같이 서비스 로봇은 이동모듈(100), 상체모듈(200), 제1 미들모듈(300), 헤더모듈(400), 2개의 제1 암모듈(500) 및 허리모듈(600)로 구성된다.And is an example of a service robot in which six modules out of eight modules are assembled. 2, the service robot includes a mobile module 100, an upper body module 200, a first middle module 300, a header module 400, two first arm modules 500, and a waist module 600 ).

즉, 조립된 서비스 로봇은 이동모듈(100)의 위쪽에 허리모듈(600)이 기구적 및 전기적으로 연결되고, 허리모듈(600)의 위쪽에 제1 미들모듈(300)이 기구적 및 전기적으로 연결된다. 그리고 제1 미들모듈(300)의 위쪽에 기구적 및 전기적으로 상체모듈(200)이 연결되고, 상체모듈(200)의 양측면에 기구적 및 전기적으로 제1 암모듈(500)이 각각 연결되며, 상체모듈(200의 위쪽에 기구적 및 전기적으로 헤더모듈(400)이 연결된다.That is, the assembled service robot is structured such that the waist module 600 is mechanically and electrically connected to the upper side of the mobile module 100, and the first middle module 300 is mechanically and electrically connected to the upper side of the waist module 600 . The upper body module 200 is mechanically and electrically connected to the upper side of the first middle module 300 and the first arm module 500 is mechanically and electrically connected to both sides of the upper body module 200, A header module (400) is mechanically and electrically connected to the upper body module (200).

여기서 6개의 모듈로 서비스 로봇을 구성하는 경우에, 2개의 제1 암모듈(500) 중 적어도 하나를 제2 암모듈(500a)로 교체가 가능하고, 제1 미들모듈(300) 대신에 제2 미들모듈(300)로 교체가 가능하다.In this case, at least one of the two first arm modules 500 can be replaced by the second arm module 500a, and the second middle module 300 can be replaced with the second The middle module 300 can be replaced.

이와 같이 6개의 모듈로 구성된 서비스 로봇은 6개의 모듈 중 임의의 하나가 제거된 5개의 부품으로 구성될 수 있고, 임의의 2개의 모듈이 제거된 4개의 부품으로 구성될 수 있으며, 임의의 3개의 모듈이 제거된 3개의 부품으로 구성될 수 있고, 임의의 4개의 모듈이 제거된 2개의 부품으로 구성될 수 있다.In this way, the service robot having six modules can be composed of five parts from which any one of the six modules is removed, and four parts with arbitrary two modules removed. The module can be composed of three parts from which the module has been removed, and any four modules can be composed of two parts that have been removed.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 로봇은 자동 또는 사용자의 입력에 대응하는 동작을 수행하기 위하여 하나의 제어장치를 구비한다. 하나의 제어장치는 서비스 로봇을 구성하는 각 모듈의 동작을 제어하거나 각 모듈로 데이터를 전송하여 자동으로 설정된 목표 행위 또는 사용자가 입력한 명령에 대응한 행위가 수행되게 한다.Meanwhile, the service robot according to the embodiment of the present invention includes one control device to perform an operation corresponding to an automatic or user input. One control device controls the operation of each module constituting the service robot or transmits data to each module so that an automatically set target action or an action corresponding to a command inputted by the user is performed.

이하에서는 도 3과 도 8을 참조로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 제어장치를 설명한다. Hereinafter, a control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 제어장치의 사용예이다. 도 3에 도시된 바와 같이 제어장치(10)는 이동모듈(100), 상체모듈(200), 제1 및 제2 미들모듈(300, 300a) 중 하나의 모듈의 내부에 착탈된다. 즉, 이동모듈(100), 상체모듈(200), 제1 및 제2 미들모듈(300, 300a)에는 제어장치(10)가 내장되는 내장공간이 형성되어 있으며, 제어장치(100)는 이들 중 하나의 모듈에 내장되어 이용된다.3 is a use example of the control apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the controller 10 is attached to and detached from one of the mobile module 100, the upper body module 200, and the first and second middle modules 300 and 300a. That is, a built-in space in which the control device 10 is built is formed in the moving module 100, the upper body module 200, the first and second middle modules 300 and 300a, It is used in a single module.

예컨대, 제어장치(10)는 서비스 로봇이 이동모듈(100), 상체모듈(200), 제1 및 제2 미들모듈(300, 300a) 중 하나만을 가지는 경우에 그 하나에 내장되며, 서비스 로봇이 이동모듈(100), 상체모듈(200), 제1 및 제2 미들모듈(300, 300a) 중 2 이상을 가지는 경우에 사용자의 선택에 따라 임의의 하나에 내장된다. 이는 제어장치(10)가 이동모듈(100), 상체모듈(200), 제1 및 제2 미들모듈(300, 300a) 중 어떠한 모듈에 내장되더라도 동일한 기능을 한다는 것을 의미한다.For example, when the service robot has only one of the mobile module 100, the upper body module 200, and the first and second middle modules 300 and 300a, the control device 10 is embedded in one of them, When the user has two or more of the mobile module 100, the upper body module 200, and the first and second middle modules 300 and 300a, it is embedded in an arbitrary one according to the user's selection. This means that the control device 10 performs the same function even if it is embedded in any one of the mobile module 100, the upper body module 200, and the first and second middle modules 300 and 300a.

각 모듈(100, 200, 300, 300a) 중 하나의 내장공간에 내장된 제어장치(10)는 해당 모듈에 탑재된 전자장치(예; 센서, 모터, 액츄에이터, 통신모듈, 표시장치 등)와 전기적으로 연결되어 데이터의 교환 및 동작 제어가 가능해진다. 또한 각 모듈(100, 200, 300, 300a) 중 하나의 내장공간에 내장된 제어장치(10)는 해당 모듈 및 해당 모듈을 포함한 서비스 로봇의 각 모듈에 탑재된 전자장치(예; 센서, 모터, 액츄에이터, 통신모듈, 표시장치 등)와 전기적으로 연결되어 데이터의 교환 및 동작 제어가 가능해진다. 이때 제어장치(10)에 의해 각 모듈과의 데이터 교환 및 동작 제어가 가능해지도록 각 모듈에는 통신부를 구비한다.The control device 10 incorporated in one of the modules 100, 200, 300 and 300a is electrically connected to an electronic device (for example, a sensor, a motor, an actuator, a communication module, So that data exchange and operation control are possible. The control device 10 built in one of the modules 100, 200, 300, and 300a includes an electronic device (e.g., a sensor, a motor, and a controller) installed in each module of the service robot, An actuator, a communication module, a display device, and the like) to enable data exchange and operation control. At this time, each module is provided with a communication unit so that the controller 10 can exchange data with each module and control operation thereof.

제어장치(100)를 내장한 경우의 동작을 살펴보자.Let's take a look at the operation when the control device 100 is incorporated.

예컨대, 이동모듈(100)이 제1 통신부(110), 제1 센서부(120) 및 바퀴부(130)를 포함하고 제어장치(10)가 이동모듈(100)에 내장되는 경우에, 제어장치(10)는 이동모듈(100)에 내장되어 제1 통신부(110), 제1 센서부(120) 및 바퀴부(130)와 전기적으로 연결되어 각 구성(110, 120, 130)의 동작을 제어한다.For example, when the mobile module 100 includes the first communication unit 110, the first sensor unit 120, and the wheel unit 130 and the control device 10 is embedded in the mobile module 100, The controller 10 is installed in the mobile module 100 and is electrically connected to the first communication unit 110, the first sensor unit 120 and the wheel unit 130 to control the operation of the respective components 110, 120, do.

여기서 제1 통신부(110)는 이동모듈(100)에 대한 고유 ID(Identification)를 가지며, 통신시 고유 ID를 포함하여 신호를 전송한다. 제1 통신부(110)는 이동모듈(100)을 포함하여 결합된 서비스 로봇의 다른 모듈의 통신부와 통신(예; 무선 또는 유선)한다. 이때 제1 통신부(110)는 다른 통신부에 대해 마스터(master)로 동작하여 제어장치(10)에서 제공하는 제어신호를 다른 모듈의 통신부에 전달하거나 다른 모듈의 통신부에서 전송하는 신호를 수신하여 제어장치(10)에 제공한다. 제1 센서부(120)는 바퀴(110)가 이동하고자 하는 방향 또는 경로상의 장매물을 감지하고 감지된 장애물의 정보를 제어장치(10)에 제공하는 센서인 것이 양호하다. 바퀴부(130)는 복수의 바퀴(131)과 각 바퀴(131)를 동작시키는 모터 또는 액츄에이터(미도시)를 포함한다.Here, the first communication unit 110 has a unique ID for the mobile module 100, and transmits a signal including a unique ID when communicating. The first communication unit 110 includes the movement module 100 and communicates (e.g., wireless or wired) with a communication unit of another module of the combined service robot. At this time, the first communication unit 110 operates as a master with respect to the other communication unit, and transfers the control signal provided by the control unit 10 to the communication unit of the other module or receives the signal transmitted from the communication unit of the other module, (10). It is preferable that the first sensor unit 120 is a sensor that senses an obstacle in a direction or a route in which the wheel 110 is to move and provides information of the obstacle detected to the controller 10. The wheel unit 130 includes a plurality of wheels 131 and a motor or an actuator (not shown) for operating the wheels 131.

다른 예로, 제1 미들모듈(300) 또는 제2 미들모듈(300a)이 제2 통신부(310), 제2 센서부(320), 입력부(330) 및 출력부(140)를 포함하고 제어장치(10)가 제1 또는 제2 미들모듈(300, 300a 중 하나)에 내장되는 경우에, 제어장치(10)는 해당 미들모듈((300, 300a 중 하나))에 내장되어 제2 통신부(310), 제2 센서부(320), 입력부(330) 및 출력부(140)와 전기적으로 연결되어 각 구성(310 내지 340)의 동작을 제어한다.As another example, the first middle module 300 or the second middle module 300a may include a second communication unit 310, a second sensor unit 320, an input unit 330, and an output unit 140, The controller 10 is embedded in the middle module 300 (one of 300 and 300a) and the second communication unit 310 is installed in the first middle module 300 or the second middle module 300a, The second sensor unit 320, the input unit 330, and the output unit 140 to control the operation of each of the configurations 310 to 340.

제2 통신부(310)는 해당 미들모듈(300, 300a 중 하나)에 대한 고유 ID(Identification)를 가지며, 통신시 고유 ID를 포함하여 신호를 전송한다. 제2 통신부(310)는 해당 미들모듈(300, 300a 중 하나)을 포함하여 결합된 서비스 로봇의 다른 모듈의 통신부와 통신(예; 무선 또는 유선)한다. 제2 통신부(310)는 다른 통신부에 대해 마스터로 동작하여 제어장치(10)에서 제공하는 제어신호를 다른 모듈의 통신부에 전달하거나 다른 모듈의 통신부에서 전송하는 신호를 수신하여 제어장치(10)에 제공한다. 제2 센서부(320)는 접근감지센서로서 서비스 로봇에 접근하거나 서비스 로봇을 지나치는 사람이 있는지를 감지하여 이를 알린다. 입력부(330)는 사용자에 의해 조작되어 사용자의 명령을 입력받아 제어장치(10)에 알리고, 출력부(340)는 제어장치(10)의 제어에 따라 화면출력 또는 음성 출력 등을 통해 정보를 외부에 알린다.The second communication unit 310 has a unique ID for one of the middle modules 300 and 300a and transmits a signal including a unique ID when communicating. The second communication unit 310 communicates (e.g., wireless or wired) with a communication unit of another module of the combined service robot including the middle module 300 or 300a. The second communication unit 310 operates as a master with respect to the other communication unit and transmits a control signal provided by the control unit 10 to the communication unit of the other module or a signal transmitted from the communication unit of another module, to provide. The second sensor unit 320 detects whether there is a person who passes the service robot or approaches the service robot as an approach detection sensor. The input unit 330 is operated by a user to receive a command from the user and informs the control apparatus 10 of the command and the output unit 340 outputs information through a screen output or audio output, Lt; / RTI >

또 다른 예로, 상체모듈(200)이 제3 통신부(210), 제3 센서부(220) 및 로봇팔 구동부(230)를 포함하고 제어장치(10)가 상체모듈(200)에 내장되는 경우에, 제어장치(10)는 상체모듈((200)에 내장되어 제3 통신부(210), 제3 센서부(220) 및 로봇팔 구동부(230)와 전기적으로 연결되어 각 구성(210 내지 230)의 동작을 제어한다.As another example, when the upper body module 200 includes the third communication unit 210, the third sensor unit 220, and the robot arm driving unit 230 and the controller 10 is embedded in the upper body module 200 The control unit 10 is electrically connected to the third communication unit 210, the third sensor unit 220 and the robot arm driving unit 230 so as to be installed in the upper body module 200, And controls the operation.

제3 통신부(310)는 상체모듈(200)에 대한 고유 ID(Identification)를 가지며, 통신시 고유 ID를 포함하여 신호를 전송한다. 제3 통신부(310)는 상체모듈(200)을 포함하여 결합된 서비스 로봇의 다른 모듈의 통신부와 통신(예; 무선 또는 유선)한다. 이때 제3 통신부(310)는 다른 통신부에 대해 마스터로 동작하여 제어장치(10)에서 제공하는 제어신호를 다른 모듈의 통신부에 전달하거나 다른 모듈의 통신부에서 전송하는 신호를 수신하여 제어장치(10)에 제공한다. 제3 센서부(320)는 암모듈(500 또는 500a)이 이동시키고자 하는 물체의 위치를 감지하여 제어장치(10)로 전달한다. 로봇팔 구동부(230)는 제어장치(10)의 명령에 따라 암모듈(500 또는 500a)을 동작시킨다.The third communication unit 310 has a unique ID for the upper body module 200 and transmits a signal including a unique ID when communicating. The third communication unit 310 includes the upper body module 200 and communicates (e.g., wireless or wired) with a communication unit of another module of the combined service robot. At this time, the third communication unit 310 operates as a master with respect to the other communication unit, and transfers the control signal provided by the control unit 10 to the communication unit of the other module, or receives the signal transmitted from the communication unit of the other module, . The third sensor unit 320 senses the position of an object to be moved by the arm module 500 or 500a and transmits the sensed position to the controller 10. The robot arm driving unit 230 operates the arm module 500 or 500a according to a command from the controller 10. [

한편, 제어장치(10)가 내장되지 않는 경우에 각 모듈(100, 200, 300, 300a)의 통신부는 다른 내부 구성과 전기적으로 연결되어 있다. 즉 모듈의 내부 구성은 통신부를 통해 제어장치(10)가 내장된 모듈의 통신부와 신호를 송수신할 수 있는 상태가 된다.On the other hand, when the control device 10 is not incorporated, the communication units of the modules 100, 200, 300, and 300a are electrically connected to other internal configurations. That is, the internal configuration of the module is in a state where it can transmit / receive signals to / from the communication unit of the module in which the control apparatus 10 is built up through the communication unit.

이하에서는 도 4를 참조로 하여 제어장치(10)의 다른 사용예를 설명한다. 도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 제어장치의 사용예로서, 서비스 로봇에 이동모듈(100), 상체모듈(200), 제1 및 제2 미들모듈(300, 300a) 중 적어도 하나의 모듈을 가지지 않는 경우에 대한 것이다.Hereinafter, another use example of the control apparatus 10 will be described with reference to FIG. 4 is a diagram illustrating an example of using the control apparatus according to the second embodiment of the present invention. The service robot includes a moving module 100, an upper body module 200, at least one of the first and second middle modules 300 and 300a Module is not provided.

8개의 모듈(100 내지 600) 중 이동모듈(100), 상체모듈(200), 제1 및 제2 미들모듈(300, 300a)을 제외한 나머지 4개의 모듈 즉, 헤더 모듈(400), 제1 및 제2 암모듈(500, 500a), 그리고 허리모듈(600)은 제어장치(10)가 탑재되지 않는다.Four modules except the mobile module 100, the upper body module 200, and the first and second middle modules 300 and 300a among the eight modules 100 to 600, that is, the header module 400, The second arm modules 500 and 500a, and the waist module 600 are not equipped with the control device 10. [

그러므로 서비스 로봇이 이동모듈(100), 상체모듈(200), 제1 및 제2 미들모듈(300, 300a)를 가지지 않는 경우에, 제어장치(10)는 헤더모듈(400), 제1 및 제2 암모듈(500 또는 500a), 그리고 허리모듈(600) 중 하나와 유선 또는 무선(예; 블루투스, 와이파이 등)으로 연결되고, 연결된 해당 모듈 및 해당 모듈과 전기적으로 커플링된 다른 모듈의 동작을 제어하여 전체적으로 서비스 로봇의 동작을 제어한다.Therefore, when the service robot does not have the mobile module 100, the upper body module 200, and the first and second middle modules 300 and 300a, the control device 10 includes the header module 400, 2 arm module 500 or 500a and the waist module 600 either wired or wireless (e.g., Bluetooth, WiFi, etc.) and connected to the associated module and any other module electrically coupled to the module And controls the operation of the service robot as a whole.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제어장치의 하드웨어 구성을 보인 도면이다. 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 제어장치(10)는 상자(box) 형태로 구성된다. 제어장치(10)의 하우징은 (b)에 도시된 바와 같이 본체(12)와, 본체(12)와 결합하거나 이탈되는 개폐부(11)로 구성된다.5 is a diagram showing a hardware configuration of a control apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5 (a), the controller 10 according to the embodiment of the present invention is configured in the form of a box. The housing of the control apparatus 10 is composed of a main body 12 and an opening and closing part 11 which is engaged with or disengaged from the main body 12 as shown in Fig.

본체(12)의 내부에는 보드(20)가 전기적으로 체결되는 복수의 슬롯(slot)(13)이 일면에 나란하게 형성되어 있다. 구체적으로 복수의 슬롯(13)은 중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit)가 설치된 메인보드(main board) 상에 설치되며, 메인보드가 본체(12) 내부의 일면에 설치된다. 이때 복수의 슬롯(13)은 컴퓨터의 PCI(Peripheral Component Interconnect) 슬롯과 같은 역할을 한다. Inside the main body 12, a plurality of slots 13, to which the board 20 is electrically coupled, are formed in parallel on one surface. Specifically, the plurality of slots 13 are installed on a main board provided with a central processing unit (CPU), and the main board is installed on one side of the main body 12. At this time, the plurality of slots 13 functions as a PCI (Peripheral Component Interconnect) slot of the computer.

그리고 본체(12) 중 슬롯(13)이 형성된 면의 이웃하는 일면에 복수의 포트 관통공(14)이 나란하게 형성되어 있다. 포트 관통공(14)은 보드(20)가 슬롯(13)에 체결될 때에 보드(20)의 포트(22)가 끼워지도록 구성된다.A plurality of port through holes (14) are formed side by side on a surface of the main body (12) adjacent to the side on which the slot (13) is formed. The port through hole 14 is configured to fit the port 22 of the board 20 when the board 20 is fastened to the slot 13. [

따라서, 보드(20)의 장착은 사용자가 제어장치(10)의 개폐부(11)를 본체(12)로부터 이탈시킨 다음에 보드(20)를 슬롯(13)과 포트 관통공(14)에 끼운 후 다시 개폐부(11)를 본체(12)에 체결하는 것으로 달성된다.Therefore, the board 20 is mounted by detaching the opening / closing part 11 of the controller 10 from the main body 12 and then inserting the board 20 into the slot 13 and the port through hole 14 And closing the opening / closing part 11 to the main body 12 again.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제어장치에 체결되는 보드의 사시도이다. 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 보드(20)는 칩(chip)이나 회로 등이 설치된 본체의 일측면에 형성되고 슬롯(12)에 끼워져 보드(20)를 중앙처리장치(15)에 전기적으로 연결시키는 커넥터(21)가 형성된다. 6 is a perspective view of a board fastened to a control device according to an embodiment of the present invention. 6, the board 20 according to the embodiment of the present invention is formed on one side of a main body including a chip or a circuit, and is inserted into the slot 12 to connect the board 20 to the central processing unit 15 are electrically connected to each other.

그리고 보드(20)는 외부장치와의 전기적 연결을 위한 포트(22)가 타측면에 형성되어 있다. 이때 보드(20)는 플러그로 연결되는 외부장치와의 연결을 위한 포트(22a)를 더 구비할 수 있다. 또한 보드(20)는 메인보드의 슬롯(13)에 체결된 커넥터(21)를 안정적으로 고정시키는 고정부(23)가 포트(22)가 형성된 면에 형성되어 있다. 상기에서 포트(22)는 전원 스위치 포트이거나 전원 인(in) 포트이거나, 전원 아웃(out) 포트 등이다 The board (20) has a port (22) formed on the other side for electrical connection with an external device. At this time, the board 20 may further include a port 22a for connection with an external device connected by a plug. The board 20 is also formed with a fixing portion 23 for fixing the connector 21 stably fixed to the slot 13 of the main board on the side where the port 22 is formed. In this case, the port 22 may be a power switch port, a power source in port, a power out port, or the like

여기서 보드(20)는 각 모듈별 기능에 대응하는 구동 드라이버(driver)를 소프트웨어로 탑재하고 있다. 이에 따라 보드(20)는 이동모듈용 보드, 상체모듈용 보드, 제1 미들모듈용 보드, 제2 미들모듈용 보드, 헤더모듈용 보드, 제1 암모듈용 보드, 제2 암모듈용 보드 및 허리모듈용 보드 등으로 구분된다. 제어장치(10)는 각 보드(20) 중 서비스 로봇을 구성하는 모듈에 대응하는 보드를 탑재한다.Here, the board 20 mounts a driver corresponding to each module function with software. Accordingly, the board 20 includes a board for a moving module, a board for an upper body module, a board for a first middle module, a board for a second middle module, a board for a header module, a board for a first arm module, And a board for a waist module. The control device 10 mounts a board corresponding to a module constituting the service robot among the boards 20.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 제어장치의 블록 구성도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 제어장치(10)는 제1 내지 제n 슬롯(13a 내지 13n), 중앙처리장치(15), 통신부(16), 부품구성 파악부(17), 그리고 결합오류 파악부(18)를 포함한다.7 is a block diagram of a control apparatus according to an embodiment of the present invention. 7, the control apparatus 10 according to the embodiment of the present invention includes first to nth slots 13a to 13n, a central processing unit 15, a communication unit 16, 17, and a coupling error detection unit 18.

제1 내지 제n 슬롯(13a 내지 13n)는 보드(20, 20a 등)가 제어장치(10)에 설치될 수 있도록 보드(20, 20a 등)의 커넥터(21)와 연결된다. 제1 내지 제n 슬롯(13a 내지 13n)은 적어도 서비스 로봇을 구성하는 모듈의 개수만큼 형성되거나, 적어도 8개로 구성되어 선택적으로 이용되도록 구성된다. 예컨대 서비스 로봇을 구성하는 모듈의 개수가 8개이면 제1 내지 제n 슬롯(13a 내지 13n)는 적어도 8개로 구성되어, 이동모듈용 보드, 상체모듈용 보드, 제1 미들모듈용 보드, 제2 미들모듈용 보드, 헤더모듈용 보드, 제1 암모듈용 보드, 제2 암모듈용 보드 및 허리모듈용 보드 모두가 설치될 수 있게 한다.The first through nth slots 13a through 13n are connected to the connectors 21 of the boards 20 and 20a so that the boards 20 and 20a can be installed in the controller 10. The first to n-th slots 13a to 13n are formed at least as many as the number of modules constituting the service robot, or at least eight, and are selectively used. For example, if the number of modules constituting the service robot is eight, the first to nth slots 13a to 13n are constituted by at least eight modules, and the module for the mobile module, the module for the upper body module, the board for the first middle module, A board for a middle module, a board for a header module, a board for a first arm module, a board for a second arm module, and a board for a waist module.

통신부(16)는 외부 컨트롤러(30)와 유선 또는 무선을 연결되어 외부 컨트롤러(30)와의 데이터 송수신을 수행한다. 무선 연결시 통신부(16)는 근거리 무선통신(예; 블루투스, 적외선 통신 등)을 하거나 와이파이 통신을 수행한다. 여기서 외부 컨트롤러(30)는 서비스 로봇에 대한 동작 제어를 할 수 있는 명령을 입력할 수 있는 장치로서, 예컨대, 콘솔(consol), 조이스틱, 데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 휴대폰 등의 모바일 기기 등이며, 제1 미들모듈(300)에 장착되는 휴대폰이나 컴퓨터와 제2 미들모듈(300a)의 표시장치도 이에 해당된다.The communication unit 16 is connected to the external controller 30 in a wired or wireless manner, and performs data transmission / reception with the external controller 30. In the wireless connection, the communication unit 16 performs short-range wireless communication (e.g., Bluetooth, infrared communication, or the like) or performs Wi-Fi communication. Here, the external controller 30 is a device capable of inputting a command for controlling the operation of the service robot, for example, a console, a joystick, a desktop computer, a notebook computer, 1 mobile phone or a computer mounted on the middle module 300 and a display device of the second middle module 300a.

부품구성 파악부(17)는 제어장치(10)가 서비스 로봇을 구성하는 모듈에 연결될 때 동작하여 서비스 로봇을 이루는 각 모듈의 통신부에게 모듈 ID를 요청하고 획득하여 서비스 로봇을 구성하는 모듈들이 무엇인지를 파악한다. 즉, 부품구성 파악부(17)는 서비스 로봇의 하드웨어 구성을 파악한다. 여기서 제어장치(10)가 서비스 로봇에 연결되는 상황은 제어장치(10)가 이동모듈(100), 상체모듈(200), 제1 및 제2 미들모듈(300, 300a) 중 하나에 내장되는 제1 상황과, 제어장치(10)가 외부에서 헤더모듈(400), 제1 및 제2 암모듈(500, 500a) 및 허리모듈(600) 중 하나에 무선 또는 유선으로 연결되는 제2 상황 중 하나이다.The component configuration determining unit 17 operates when the control device 10 is connected to a module constituting the service robot and requests and obtains the module ID from the communication unit of each module constituting the service robot to determine what modules constituting the service robot . That is, the component configuration determination unit 17 grasps the hardware configuration of the service robot. The situation in which the control device 10 is connected to the service robot is such that the control device 10 controls the movement module 100, the upper body module 200, the first and second middle modules 300 and 300a, 1 and the second situation in which the control device 10 is externally connected to the header module 400, the first and second arm modules 500, 500a and the waist module 600 either wirelessly or wired .

결합오류 파악부(18)는 서비스 로봇을 구성하는 모듈의 정보 즉, 하드웨어 구성과 슬롯(13a 내지 13n)에 설치된 보드의 종류(구성)를 비교하여 설치된 보드가 하드웨어 구성에 부합하는지를 파악한다. 결합오류 파악부(18)는 설치된 보드가 하드웨어 구성에 부합하지 않으면 경고음 발생 또는 안내음성 출력 또는 경고등 표시 등 중 하나를 수행한다.The coupling error detection unit 18 compares the information of the modules constituting the service robot, that is, the hardware configuration, with the types (configurations) of the boards installed in the slots 13a to 13n to determine whether the installed boards conform to the hardware configuration. If the installed board does not match the hardware configuration, the coupling error detection unit 18 performs one of a warning sound output, a guidance voice output, or a warning light display.

중앙처리장치(15)는 부품구성 파악부(17)를 통해 서비스 로봇의 하드웨어 구성을 파악하고 제1 내지 제n 슬롯(13a 내지 13n)을 통해 제어장치(10)에 설치된 보드(20) 즉, 구동 드라이버의 종류를 파악하며, 외부 컨트롤러(30)의 입력에 대응하는 각 모듈의 동작을 제어하여 서비스 로봇의 전반적인 동작을 제어한다.The central processing unit 15 grasps the hardware configuration of the service robot through the component configuration determining unit 17 and identifies the hardware configuration of the board 20 installed in the controller 10 through the first to nth slots 13a to 13n, Controls the operation of each module corresponding to the input of the external controller 30, and controls the overall operation of the service robot.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 제어장치의 동작 순서도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 사용자가 하나의 보드를 제어장치(10)의 각 슬롯(13) 중 하나에 설치하면 중앙처리장치(15)는 설치된 보드(20)로부터 식별정보를 수신하여 어떤 종류의 구동 드라이버가 탑재된 보드인지를 파악한다(S810). 사용자가 제어장치(10)에 복수의 보드를 설치한 경우이면 중앙처리장치(15)는 S810 과정을 반복하여 제어장치(10)에 설치된 복수의 보드 각각에 대하여 식별하고, 식별한 보드의 식별정보로 보드 구성 및 각 보드의 구동 드라이버를 구동시키기 위한 레지스트리를 구성한다.8 is an operational flowchart of a control apparatus according to an embodiment of the present invention. 8, when a user installs one board in one of the slots 13 of the control apparatus 10, the central processing unit 15 receives the identification information from the installed board 20, (Step S810). If the user installs a plurality of boards in the control apparatus 10, the central processing unit 15 repeats the process of S810 to identify each of the plurality of boards provided in the control apparatus 10, It configures the registry to configure the board and drive drivers for each board.

사용자는 제어장치(10)에 보드(20)의 설치를 완료하면 서비스 로봇에 이동모듈(100)이나 상체모듈(200) 또는 미들모듈(300, 300a 중 하나)이 있으면 그 중 하나의 모듈(100, 200, 300, 300a 중 하나)에 제어장치(10)를 내장시키고 전기적으로 연결시킨다. 만약 서비스 로봇에 이동모듈(100)이나 상체모듈(200) 또는 미들모듈(300, 300a 중 하나)이 없으면 하나의 모듈에 제어장치(10)를 유선 또는 무선으로 연결시킨다.When the user installs the board 20 on the controller 10, if the service robot has the moving module 100 or the upper body module 200 or one of the middle modules 300 and 300a, , 200, 300, and 300a), and electrically connects the control device 10 to each other. If the service robot does not have the moving module 100, the upper body module 200, or the middle module 300 or 300a, the controller 10 is wired or wirelessly connected to one module.

이와 같이 제어장치(10)를 서비스 로봇에 연결시키면, 중앙처리장치(15)의 부품구성 파악부(17)는 서비스 모듈을 구성하는 각 모듈의 통신부로 모듈 ID를 요청하고, 각 모듈의 통신부로부터 모듈 ID를 수신한다(S820).When the control device 10 is connected to the service robot in this way, the component configuration determination section 17 of the central processing unit 15 requests the module ID of the communication module of each module constituting the service module, The module ID is received (S820).

중앙처리장치(15)는 부품구성 파악부(17)를 통해 각 모듈로부터 수신된 모듈 ID를 파악하여 서비스 로봇이 어떠한 모듈들의 결합으로 구성되어 있는지를 파악하고, 각 모듈의 모듈 ID를 서비스 로봇의 하드웨어 구성으로 등록한다(S830).The central processing unit 15 grasps the module IDs received from the respective modules through the component configuration determining unit 17 to determine which modules are combined by the service robot, And registers it in the hardware configuration (S830).

하드웨어 구성을 파악하면 중앙처리장치(15)의 결합오류 파악부(18)는 하드웨어 구성과 보드 구성을 비교하고(S840), 2개의 구성이 서로 매칭되는지를 판단한다(S850). When the hardware configuration is determined, the coupling error detection unit 18 of the central processing unit 15 compares the hardware configuration and the board configuration (S840), and determines whether the two configurations match each other (S850).

결합오류 파악부(18)는 S850의 판단 과정을 통해 서비스 로봇을 구성하는 하드웨어 구성 즉, 모듈들과 해당 모듈들에 대응한 구동 드라이버를 탑재한 보드가 모두 제어장치(10)에 설치되어 있는지를 판단하게 되며, 서비스 로봇을 구성하는 모듈에 대응하는 보드가 모두 제어장치(10)에 탑재되지 않거나 서비스 로봇을 구성하는 모듈과 다른 모듈에 대응하는 보드가 제어장치(10)에 탑재되지 않으면 결합 오류라고 판단한다.In step S850, the coupling error detection unit 18 determines whether the hardware configuration of the service robot, that is, whether the boards on which the modules and the drive drivers corresponding to the modules are mounted are installed in the controller 10 If all of the boards corresponding to the modules constituting the service robot are not mounted on the control device 10 or if the board corresponding to the module constituting the service robot is not mounted on the control device 10, .

결합오류 파악부(18)는 결합 오류가 발생하면 경고 동작을 수행하여 사용자에게 결합 오류를 알린다(S860). 이에 따라 사용자는 결합 오류가 발생하면 서비스 로봇을 이루는 모듈을 제거 또는 추가 또는 변경하거나 제어장치(10)에 탑재된 보드 중 적어도 하나를 제거하거나 변경하거나 새로운 보드를 추가한다.When the combining error occurs, the combining error detecting unit 18 performs a warning operation to inform the user of the combining error (S860). Accordingly, if a coupling error occurs, the user removes, adds, or changes a module constituting the service robot, removes or changes at least one board mounted on the controller 10, or adds a new board.

이러한 사용자의 모듈 또는 보드의 제거나 추가 또는 변경 동작에 따라 중앙처리장치(15)는 하드웨어의 구성 또는 보드의 구성 변경을 파악한다(S870). 사용자가 모듈의 구성 즉, 하드웨어의 구성을 변경하면 중앙처리장치(15)는 모듈구성 파악부(17)를 통해 S810 및 S820 과정을 수행하여 새로운 하드웨어 구성을 파악하고 이를 통해 사용자가 모듈의 구성을 변경하였음을 파악한다. 반면에 사용자가 보드의 구성을 변경하면 중앙처리장치(15)는 슬롯(13)을 통해 이탈 또는 체결되는 보드의 식별정보를 수신하여 새로운 보드 구성을 생성하고 이를 통해 사용자가 보드의 구성을 변경하였음을 파악한다.In response to such user's removal or addition or change operation of the module or the board, the central processing unit 15 recognizes the hardware configuration or the board configuration change (S870). When the user changes the configuration of the module, that is, the hardware configuration, the central processing unit 15 performs steps S810 and S820 through the module configuration determination unit 17 to identify a new hardware configuration, And that the change has been made. On the other hand, when the user changes the configuration of the board, the central processing unit 15 receives the identification information of the board which is detached or fastened through the slot 13, generates a new board configuration, and the user changes the configuration of the board .

한편, S850 판단 과정에서 중앙처리장치(15)는 두 구성이 서로 매칭되면, 통신부(10)를 통해 외부 컨트롤러(30)와의 통신을 위한 통신 설정을 수행하며(S880), 통신 설정을 완료하면 외부 컨트롤러(30)로부터 입력되는 사용자 명령을 수신하거나 외부 컨트롤러(30)로 신호를 전송한다(S890).In step S850, the central processing unit 15 performs communication setting for communication with the external controller 30 through the communication unit 10 (S880) if the two configurations are matched with each other Receives a user command input from the controller 30 or transmits a signal to the external controller 30 (S890).

여기서 중앙처리장치(15)는 외부 컨트롤러(30)로부터 사용자 명령이 입력되면 사용자 명령의 종류를 파악하고 파악한 사용자 명령이 적용될 모듈을 판단하며, 판단한 모듈의 구동 드라이버를 동작시켜 해당 모듈로 구동 데이터를 전송하여 서비스 로봇의 동작을 제어한다.When the user command is input from the external controller 30, the central processing unit 15 determines the type of the user command, determines the module to which the user command is applied, operates the driving driver of the determined module, And controls the operation of the service robot.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100 : 이동모듈 200 : 상체모듈
300 : 제1 미들모듈 300a : 제2 미들모듈
400 : 헤더모듈 500 : 제1 암모듈
500a : 제2 암모듈 600 : 허리모듈
10 : 제어장치 20 : 보드
30 : 외부 컨트롤러 15 : 중앙처리장치
16 : 통신부 17 : 부품구성 파악부
18 : 결합오류 파악부100: moving module 200: upper body module
300: first middle module 300a: second middle module
400: header module 500: first arm module
500a: second arm module 600: waist module
10: control device 20: board
30: external controller 15: central processing unit
16: communication unit 17:
18:

Claims

At least one of a mobile module, an upper body module, a first middle module, a second middle module, a header module, a first arm module, a second arm module, and a waist module,
And a main board coupled to at least one of the plurality of slots and configured in a box shape and having a plurality of slots in which at least one board having a central processing unit and a drive driver mounted thereon can be fastened, And a control device for controlling overall operation of the service robot using a drive driver of the board,
Wherein at least one of the eight modules coupled and the control device are electrically connected to each other,
Wherein the moving module, the upper body module, the first middle module, and the second middle module are configured to be electrically connectable with the control device, the header module, the first arm module, the second arm module, The waist module is located outside the control device and is configured to be connected to the control device by wire or wireless,
Wherein the control device is built in any one of the modules including at least one of the moving module, the upper body module, the first middle module, and the second middle module among the combined modules including itself.

The method of claim 1,
Wherein the control device is connected to an external controller operated by a user and controls an operation of each module in response to a user command received from the external controller.

The method of claim 1,
The control device
The plurality of slots being provided at least as many as the number of modules constituting the service robot,
A communication unit connected to the external controller through a wired or wireless connection to perform data transmission / reception with the external controller,
The control unit operates when the control unit is connected to one of the at least one module constituting the service robot, and requests the module ID of each module constituting the service robot to obtain and acquire the module ID to grasp the hardware configuration of the service robot part,
A coupling error detection unit for comparing the hardware configuration with a configuration of a board installed in the plurality of slots and performing a warning operation when the installed board does not match the hardware configuration,
And a controller for setting a registry for each drive driver mounted on the board installed in the plurality of slots when the hardware configuration and the configuration of the board match each other, A central processing unit that controls the operation of each module in response to input
.

The method according to claim 1 or 4,
The mobile module, the body module, the first middle module, the second middle module, the header module, the first arm module, the second arm module, and the waist module communicate with each other module or the control device And each communication unit transmits a signal including the module ID of the corresponding module at the time of communication.

5. The method of claim 4,
Wherein one of the moving module, the upper body module, the first middle module, the second middle module, the header module, the first arm module, the second arm module, and the waist module is connected to the controller The communication unit operates as a master under the control of the control unit and transmits the output of the control unit to the communication unit of another module or receives a signal transmitted from the communication unit of another module and provides the signal to the control unit.

The method of claim 5,
Wherein each of the modules of the mobile module, the upper body module, the first middle module, the second middle module, the header module, the first arm module, the second arm module and the waist module, Wherein the communication unit is electrically connected to an internal configuration and transmits a signal output from the internal configuration to the control device or a signal transmitted from the control device to the internal configuration.

3. The method of claim 2,
The mobile module has a unique ID for the mobile module and includes a communication unit for transmitting a signal including a unique ID when communicating with a communication unit of another module, a motor or an actuator for operating the plurality of wheels and each wheel And a sensor for detecting an obstacle in a direction in which the plurality of wheels are to be moved and providing information on the detected obstacle to the control device,
A communication unit having a structure in which the upper body module is coupled to the first or the second arm module and has a unique ID for the moving module and transmits a signal including a unique ID when communicating with a communication unit of another module; A sensor for sensing a position of an object to be moved by the first or second arm module, and a robot arm driving unit for operating the first or second arm module coupled according to the control of the controller ,
The first middle module has a unique ID for the first middle module, and includes a unique ID when communicating with a communication unit of another module to transmit a signal A communication unit for transmitting, and a sensor for detecting access to a person or an object,
The second middle module has a unique ID for the second middle module, and includes a communication unit for transmitting a signal including a unique ID when communicating with a communication unit of another module, a sensor for detecting the approach of a person or an object, And an output unit for informing the information to the outside through screen output or audio output under the control of the control unit.

3. The method of claim 2,
Wherein the communication unit of the control device performs data transmission / reception through Bluetooth communication or Wi-Fi communication with the external controller.

The method of claim 1,
In the case where the service robot does not include the mobile module, the body module, the first middle module, and the second middle module, the controller module may be configured to transmit the header module, the first arm module, And a service robot connected to one of the waist modules by wire or wirelessly.