KR20160130458A - 개선된 서빙 헤드 이동을 갖는 탁구 로봇 - Google Patents

Abstract

탁구공들을 서브하는 로봇 서버 어셈블리는, 내부의 공 경로를 정의하는 바디와, 바디의 하단에서 내부의 공 경로 내로 공들을 안내하는 수단과, 백 패널의 상단에 있는 공 가이드와, 바디의 상단에서 공 가이드와 연결된 공 발사 튜브를 구비하는 서빙 헤드 어셈블리와, 발사 튜브와 작용적으로 연결된 한 쌍의 반대되는 발사 휠과, 서빙 헤드와 연결된 복수 개의 기어들과, 기어의 회전을 작동시키기 위해 기어들 중 적어도 하나와 연결되는 적어도 하나의 서보 모터를 포함하며, 기어들 중 적어도 하나의 작동은 서빙 헤드의 길이 방향의 축에 대해 서빙 헤드의 180도 회전, 서빙 헤드의 위 및 아래로의 이동 그리고 서빙 헤드의 측부 대 측부 이동을 영향 끼친다.

Description

개선된 서빙 헤드 이동을 갖는 탁구 로봇{TABLE TENNIS ROBOT WITH IMPROVED SERVING HEAD MOVEMENT}

본 출원은 여기에서 참조에 의해 받아들여지는 2014년 3월 5일에 출원된 미국 임시 출원 번호 61/948,204호에 우선권을 청구한다.

본 공개는 탁구공들을 서브(serve, 제공)하는 로봇 서버 어셈블리와 관련하는데, 더욱 특별하게는 탁구공의 발사(discharge)의 다양한 곡선을 허용하는 개선된 머리 이동을 갖는 로봇 서버 어셈블리와 관련한다.

탁구는 인기의 경쟁력 있고 기분 전환이 있는 운동이다. 게임의 목적은 탁구채를 가진 각각의 선수들이 탁구공을 서브하고 받고 랠리를 주고 받을 수 있도록 테이블의 각 측 상에 선수를 갖는 것이다. 그러나, 종종, 선수는 다른 선수 없이 탁구의 게임을 하기를 원할 수 있다. 그 결과, 다양한 탁구공 제공 장치들 또는 로봇들이 개발되었다. 이 장치들은 선수가 로보의 방향으로 샷을 리턴할 수 있도록 선수에게 공을 제공한다.

이전에는 탁구 로봇들은 다양한 특징들을 포함하고 있었다. 뉴가든(Newgarden)에 미국 특허 번호 3,794,001호는 서버에 의해 제공되는 볼에 적용되는 스핀의 양에 변화를 주는 상대적으로 단순한 장치를 설명한다. 미국 특허 번호 3,794,001호의 공개는 참조에 의해 여기에서 포함되었다.

미국 특허 번호 4,844,458호는 패닝(panning) 머리를 갖는 탁구 로봇에 관련되고; 미국 특허 번호 4,854,588호는 발사 곡선에 있어서 변화를 가질 수 있는 탁구 로봇을 설명하고; 미국 특허 번호 4,917,380호는 공들을 캡쳐링할 수 있는 네트 어레이를 가진 측면의, 접이 가능한 통(though)들을 가진 탁구 로봇을 설명하며, 그것들이 로봇 서버로 제공되는 통에 그것들이 떨어지도록 허용하며,; 그리고 미국 특허 번호 5,009,421호는 로봇 서버 및 공 캡쳐링 네트를 가진 휴대 가능한 탁구 서빙 장치를 공개한다. 이러한 마지막 2개의 언급된 특허들은 접혀진 네트 구조가 로봇 공 서버에 볼을 제공하고 탁구 테이블에 부착되도록 적용되게 적용한다. 네트 구조는 중앙 부재로부터 방사 방향으로 연장하고 아암들 사이에서 지지되도록 망 처리된 복수 개의 아암들을 포함한다. 네트는 네트로부터 떨어지는 공들이 받아들여지는 통 장치에 상호 연결되는 낮은 엣지를 구비한다. 상기 설명된 특허들에서의 공개들은 여기에서 참조에 의해 받아들여진다.

기술로 이미 알려진 장치들은 기능적이고 유용한 반면에 그것들은 공이 로봇 머리로부터 발사되는 방식에 있어서 제한될 수 있다. 그것은 그것들이 앞뒤로 움직이고 그와 같이 곡선의 속도를 변화시키는 패닝 헤드들인 대부분의 부분을 위한 것이다. 그러나, 그것들은 주요하게 종래의 패닝 헤드들의 무게로 인해, 발사되는 공, 곡선의 각도, 공에서의 스핀 등등을 변화시키는 방식을 제한한다.

그러므로, 개선되고 확대된 발사의 곡선을 갖도록 상대적으로 단순하고 값싸면서도 가벼운 디자인을 적용하여 선수에게 복수의 공들을 연속적으로 제공하는 정교한 서버 장치가 원해진다.

간략하게 언급했듯이, 로봇 탁구 공 서버 어셈블리는 공개되었다.

일측에 있어서, 로봇 탁구 공 서버 어셈블리는 발사 튜브를 통해 탁구공을 배출시키는 서빙 헤드 어셈블리를 포함한다. 일측에 있어서, 서빙 헤드 어셈블리는 완전한(full) 이동을 갖는데, 이를 테면, 헤드는 수직 경로, 수평 경로를 따라서 이동할 수 있고 발사 튜브의 길이 방향의 축 중심으로 360도 회전할 수 있다.

일측에 있어서, 서빙 헤드 어셈블리는 공 발사 튜브, 상부 발사 휠 그리고 반대의 바닥 발사 휠을 포함하고 둘 다 튜브 내로 적어도 부분적으로 연장한다. 발사 휠들은 가벼운 플라스틱 물질을 포함한다. 각각의 발사 휠들은 회전축 및 회전축의 각각의 단부에 잇는 외부 림을 포함한다. 각각의 림은 실리콘 오-링을 대에 설치한다(seat). 일측에 있어서, 상부 휠의 회전축은 바닥 휠의 회전축보다 더 좁다. 아울러, 회전축 및 바닥 휠의 림들은 실질적으로 오목한 구조를 정의하고, 공을 더 잘 안착시키고 안정화시킨다. 상부 휠은 바닥 휠보다 더 좁은 그립을 갖도록 공을 파지하고, 볼을 안정화시키고 원해지는 속도 및 스핀을 포함하여 더 정확한 추출(expulsion)의 조절을 허용한다.

일측에 있어서, 방출 튜브의 길이 방향의 축에 대해 서버 헤드의 회전 이동을 위한 부드럽고 가벼운 표면을 제공하기 위해 2개의 섹션들의 만남 부분에서 오-링을 갖는 뒤쪽 섹션 및 중첩하는 앞쪽 섹션을 갖는다.

다른 측면에서, 서빙 헤드 어셈블리의 작동 요소들은 작은 서보 모터들에 의해 서빙 헤드의 이동의 넓은 범위를 허용하는 가벼운 물질을 포함한다.

다른 측면에서, 서버 헤드의 이동은 테이블 상에서 손에 들고 쓸 수 있거나 장착되는 와이어리스 유닛에 의해 조절된다.

그러나 본 공개의 다른 측면은 네트 어셈블리를 받아들이거나 어셈블리를 통해 받아들이도록 확장될 수 있는 로봇 서버 어셈블리이다.

본 명세서 내에 포함되어 있음.

도 1은 프로그램 가능한 태블릿 컨트롤러에 인접하게 위치되는 본 공개에 다른 로봇 탁구공 서버 어셈블리의 사시도이고;
도 2는 서빙 헤드의 전방 계획 도면이고;
도 3은 서빙 헤드 및 기어 어셈블리의 좌측 상승 도면이고;
도 4는 서빙 헤드 및 기어 어셈블리의 우측 상승 도면이며;
도 5는 진동자 커버, 패닝 드라이브 기어 및 서보 모터의 바닥 계획을 아래로 보여주는 제거되고 업사이드로 위치되는 진동자 커버를 갖는 상부 계획 도면이며;
도 6은 도 5의 6-6 선에 따른 기어 및 모터 클러스터의 전방 계획 도면이고; 및
도 7은 도 3의 7-7 선에 따른 부분적인 단면도이다.

본 공개가 많은 다른 형태에서 실시예의 영향을 받기 쉬운 반면에, 도면들에서 보여지고 본 공개가 본 공개의 원리들의 예시로서 고려되고 설명된 실시예들에서 공개의 넓은 측면을 제한하도록 의도되지 않는 이해를 갖도록 본 공개의 더 상세한 바람직한 실시예들로 이하에서 설명될 것이다.

이제 그려진 도면들을 참고하여, 로봇 탁구공 서버 어셈블리(20)의 하나의 실시예가 보여진다. 로봇 탁구공 서버 어셈블리(20)는 내부 공 채널(23)을 정의하는 연장 바디(22)를 보유한다. 둥근 공 컬렉터 장치(24)는 바디의 바닥에 위치되고 공 채널에 연결된다. 공 제공 컬렉터 플레이트(25)는 바디(22)의 바닥으로부터 오른 각도로 외측으로 연장한다. 공들을 휘젓고 엔트리에 그것들이 매달리는 것을 방지하도록 하는, 공들 및 스프링(28)들을 픽업하는 복수 개의 내부 핑거(미도시)들을 가진 공 픽업 메커니즘(26)은 작동적으로 공 컬렉터 장착 섹션(24)과 관련된다.

로봇 탁구성 서버 어셈블리(20)는 공 채널(23)과 연결된 공 가이드(29)를 포함한다. 공 가이드(29) 및 채널(23)의 상부 개구는 정상적으로 진동자 커버(30)(도 5)에 의해 커버되고 공 가이드 하우징(31) 내에 둘러싸인다. 도시된 것처럼, 공 가이드 하우징(31)은 네 개의 벽들에 의해 제한되는 실질적으로 사각형의 구조이다. 그러나 전방 벽은 공 아웃렛(32)을 포함한다. 커버(30) 내에 위치되는 다른 성분들은 아래에서 묘사될 것이다. 로봇 탁구공 서버 어셈블리(20)는 바디(22)의 상단에서 그리고 공 가이드(29) 및 채널(23)과 작동 연결되는 서빙 헤드 어셈블리(33)을 포함한다.

일측에 있어서, 그리고 일반적으로는, 로봇 탁구공 서버 어셈블리(20)는 다음과 같이 작동하는데: 공들이 공 공급 컬렉터 플레이트(25) 내로 흐른다. 공 픽업 메커니즘의 모터는 메인 및 이동 기어들을 통해 픽업 휠이 회전하는 것을 야기시킨다. 픽업 휠이 회전하면서, 픽업 휠에 부착된 복수 개의 스프링(28)들은 픽업 메커니즘의 바닥 내에서 그것들이 공급될 때 효과적으로 공들을 분리시키도록 회전한다. 각각의 픽업 핑거(미도시)가 픽업 메커니즘의 바닥에서 회전함에 따라 그것은 공을 맞물리게 하고 공 채널 내로 상부로 그것을 몰아넣는다. 공들이 줄을 지어 놓여짐에 따라, 그것들은 바디의 채널(23) 내에서 상부 공 가이드(29) 내로 상부로 이동할 것이다.

공 센서 스위치는 그것이 스위치를 지날 때 각각의 공을 세도록 적용될 수 있다. 센서는 디지털 컨트롤러에 신호를 보내서 디지털 컨트롤러가 명시된 개수의 공 후에 공 운반을 정지하도록 한다. 디지털 컨트롤러는 실수된 공 픽업이 있은 후 로봇을 통한 공의 꾸준한 흐름을 유지하기 위해 공 픽업 메커니즘의 회전 속도를 올릴 때 정확하게 감지될 수 있다. 공 가이드(29)는 추출을 위해 서빙 헤드 어셈블리(33) 내로 볼은 안내한다. 일단 서빙 헤드 어셈블리(33) 내로 공기 발사 휠들을 회전시킴으로써 맞물리면, 그것이 아래에서 설명될 것처럼, 서빙 헤드 어셈블리(33)로부터 방출되는데, 더 자세하게 이하에서 설명될 것이다. 어느 경우에는, 공 컬렉터 및 관련된 구조 기능, 공 가이드들 및 공 채널들뿐만 아니라 요소들의 기능의 대표적인 구체화의 일측면이 참조에 의해 여기에서 받아들여지는 출원인의 동일-펜딩 특허 출원 번호 13/500,774에서 공개되었다. 로봇 탁구공 서버 어셈블리, 특히 서빙 헤드 어셈블리 아래에 위치되는 요소들의 작동은 다른 방식으로 작동할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 서빙 헤드 어셈블리로 탁구공을 운반하는 로봇 구조는 공개에 의해 가져와질 수 있다.

일반적으로, 로봇 서버 어셈블리(20)는 공 버킷 또는 바스켓과 같이 용기에 장착될 수 있거나 참고에 의해 여기에서 받아들여지는 미국 특허 번호 5,485,995호에 기재된 것처럼 부착 수단을 사용하여 탁구 테이블의 엣지 상에 바로 분리 가능하게 장착될 수 있다. 로봇 서버 어셈블리(20)는 참고에 의해 여기에서 받아들여지는 미국 특허 번호 5,335,905 호 공개된 타입의 탁구 네트 및 서버 어셈블리(미도시)에서 적용될 수 있다. 본 발명의 로봇 서버 어셈블리는 측면의, 공들을 잡는 네트 어레이를 갖는 접이 가능한 통을 포함할 수 있고, 그것들이 로봇 서버에 공급되는 통에 떨어지는 것을 허용한다. 네트 구조는 중앙 부재로부터 방사 방향으로 연장하고 아암들 사이에 매달리는 네트를 포함한다. 네트는 네트로부터 떨어지는 공을 받는 통들로 상호 연결되는 낮은 엣지를 갖는다. 통은 로봇 서빙 장치로 공들을 공급하도록 배치된다.

서빙 헤드 어셈블리(33)의 댜앙한 측면들은 공의 운반 각도, 공의 속도 및 공 상에서의 스핀을 변화시키도록 설계된 서빙 헤드(34)를 포함한다. 서빙 헤드 어셈블리(33)는 아래에서 설명될 것처럼 공 가이드(31)에 회전 가능하게 부착된다. 일반적으로, 도 2를 참조하면, 서빙 헤드 어셈블리(33)은 길이 방향을 축(A1)을 정의한다. 서빙 헤드(34)는 도 2에서 화살표 B에 의해 지시된 것처럼 길이 방향의 축(A1)에 대해 360도 회전할 수 있다. 아울러, 서빙 헤드 어셈블리(33)는 화살표 C로 도시된 것처럼 수직축(A2)에 대해 대략 120도 위 아래로 회전할 수 있다. 아울러, 서빙 헤드 어셈블리(33)는 화살표 D로 지시된 것처럼 수직축(A3)에 대해 대략 180도 앞뒤 또는 측부 대 측부로 회전(pan)할 수 있다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 서빙 헤드 어셈블리(33)는 브라켓(36)에 의해서 공 가이드 하우징(31)에 부착된다. 브라켓(36)은 후벽(37), 벽의 일측 상의 이어(38, ear) 및 반대의 측벽 상에 있는 아치 모양의 기어(40)을 포함한다. 기어(40)는 대략 120도 연장한다. 벽(37)은 공 가이드 하우징(31)의 전벽에 있는 개구(32)에 상보하는 거기에 원형의 개구(미도시)를 갖는다. 2개의 개구들은 종래의 탁구공의 경로를 허용하도록 구성되고 차원화되는 것이 고려될 것이다.

도 5에 가장 잘 보여지는 것처럼, 후벽(37)의 상단 상에 반원의 기어(42) 및 벽(37)의 바닥에 피봇 핀(미도시)이 있다. 피봇 핀은 피봇 핀홀에 결합되거나 공 가이드 하우징(31)의 앞 바닥 엣지에 위치된다. 진동자 커버(30)의 앞 엣지에 피봇 시트(44)를 결합시키는 피봇 핀(43)이 있다. 기어(42)는 진동자 커버(30) 내에 위치되는 패닝 드라이브 기어(46)에 결합하도록 배치된다. 패닝 드라이브 기어(46)는 진동자 커버(30)에 위치되는 패닝 서버 모터(48)에 의해 구동된다. 서보 모터(48)의 작동은 도 2에서 화살표 D로 지시된 것처럼 수직축(A3)에 대해 측부 대 측부 이동을 영향 끼친다.

뒤쪽의 공 발사 튜브 섹션(50)은 이어(38)에서 피봇(52)에 의해 그리고 아치 형상의 기어(40)에서 피봇(54)에 의해 브라켓(36) 내에 회전 가능하게 장착된다. 뒤쪽의 공 발사 튜브 섹션(50)은 튜브의 상면 상에 제1 스톱(56) 및 공 발사 튜브 섹션(50)의 바닥면 상에 제2 또는 더 낮은 스톱(미도시)을 포함한다.

뒤쪽의 튜브 섹션(50)의 앞 단 주위로 회전 가능하게 연결되는 앞쪽의 공 발사 튜브 섹션(60)이 있다. 앞쪽의 공 발사 튜브 섹션(60)의 후단(62)은 뒤쪽의 발사 튜브(50)의 전단 주위로 피팅된다. 도 7의 단면도에서 보여지는 것처럼, 2개의 테플론 오-링 부싱(64, bushing)들이 2개의 중첩된 발사 튜브의 섹션들 사이에 있다. 이러한 부싱은 도 2에서 화살표 B로 지시된 180도 회전 가능 이동들을 영향 끼치는 뒤쪽의 발사 튜브 섹션 주위로 앞의 발사 튜브 섹션의 부드러운 회전을 허용한다. 또한 테플론 부싱들은 기존에 금속 볼 베어링들 또는 기타 등등과 관련된 무게를 감소시킨다.

각각의 발사 튜브들은 공의 경로를 수용하도록 구성되고 크기를 갖는 보어(66, bore)를 정의하도록 협력한다. 도 7은 발사 휠 및 발사 튜브 어셈블리의 일측을 설명한다. 보어(66) 내에서 앞쪽의 발사 튜브 섹션(60)을 통해 제1 개구(68) 및 앞쪽의 발사 튜브 섹션의 벽을 통해 반대의 제2 개구(70)가 있다. 제1 개구에 인접한 벽 상에 제1 휠-장착 플랜지(72) 및 제2 개구에 인접한 벽 상에 제2 휠 장착 플랜지(74)가 있다. 제1 발사 휠(76)이 제1 플랜지에 회전 가능하게 부착되고 제2 발사 휠(78)은 제2 플랜지에 회전 가능하게 부착된다. 각각의 발사 휠들은 무게를 감소시키고 관련된 드라이브 모터들 상에 하중을 감소시키는, 예를 들면 가벼운 플라스틱 또는 기타 등등의 가벼운 물질을 포함한다.

설명된 것처럼, 휠(76, 78)들은 회전축(79) 및 외부 림(80, 82)들을 포함한다. 각각의 림은 실리콘 오-링 또는 그와 같은 높은 마찰 효율을 갖는 물질(84)의 커버링을 포함한다. 커버링들은 예를 들면 고무 또는 오-링 또는 그와 같은 것들의 밴드들로 대체될 수 있다. 휠(76, 78)들은 하나의 림 또는 오-링 이상을 가질 수 있거나 공으로의 에너지 이동을 강화하기 위해 마찰 물질의 높은 효율의 고체 표면을 실질적으로 가질 수 있다.

도 2에 도시된 것처럼, 제2 발사 휠(78)은 오목한 앞쪽 프로파일 및 제1 휠(76)보다 더 넓은 폭의 물질을 갖는다. 이러한 면은 탁구공이 안정성을 위해 더 낮은 휠의 림(80, 82)들 사이에 있도록 허용한다. 각각의 휠들의 림들은 개구(68, 70)를 통해 보어(66) 내에서 약간 돌출한다. 발사 휠들 중 둘 중의 하나 또는 둘 다는 휠(들)을 돌리는 작고 가벼운 모터와 작동적으로 관련된다. 볼이 들어가는 이러한 배치에서, 발사 튜브(66)는 발사 휠들의 림들 사이에서 실질적으로 중앙에 있고, 휠(78)의 오목성 내에 있고, 보어(66)를 통해 그리고 서빙 헤드의 밖에서 추진된다. 휠 림들 상에서 오-링들은 공들에 대해 좋은 마찰 표면을 제공한다. 변경적으로, 휠 림들 또는 그들 스스로의 휠들의 표면은 높은 마찰 계수를 갖는 물질로부터 구성될 수 있다. 어느 경우에, 휠들은 조절 가능한 크기의 4개의 분리된 위치들에서 공과 접촉한다. 이것은 둘 다의 휠들을 통해 공이 지날 때 "자기-중앙화(self-centering)"의 정도에 도움을 준다. 오-링들은 그것들이 벗겨지듯이 쉽게 대체되고, 우리가 오늘 한 것처럼 전체의 휠을 대체할 필요를 피하게 한다.

하우징(88)은 앞쪽의 발사 튜브 및 휠들을 둘러싼다. 그것은 하우징(88)의 면 상에서 복수 개의 지시 라이트(90)들이 있다는 것이 공지될 것이다. 일측에 있어서, 다가오는 공에서 스핀의 정도를 가리키는 4개의 녹색 엘이디(LED)들 그리고 4개의 적색 엘이디들이 있다. 이러한 특징은 샷에서 얼마 스핀이 많은지에 대한 시각적인 실마리를 사용자에게 준다. 비교하여, 실제의 게임에서, 선수는 적을 주의 깊게 보면서 공 접촉 순간에 패들의 각도, 스트로크 각도 및 패들 스피드를 확인함으로써 스핀의 정도를 결정한다. 그러나 로봇을 갖고는 어느 감각적인 인풋으로부터 스핀의 양을 결정하기는 어렵다. 일반적으로 빛나는 녹색 엘이디들의 개수는 사용자에게 공 상에서의 탑 스핀의 양을 신호 줄 것이고(1 엘이디 : 가벼운 탑 스핀, 4 엘이디들 : 무거운 탑 스핀), 반면에 적색 엘이디의 개수는 백스핀의 양을 정보 줄 것이다. 엘이디들이 빛나지 않으면 그것은 스핀이 없는(죽은) 공이란 신호를 준다.

전술한 스핀들의 조합은 공에 주어질 수 있다. 발사 튜브의 길이 방향의 축(A1) 주위로 헤드 어셈블리를 회전시키는 것은 볼에 주어지는 스핀의 종류를 조절한다. 발사 헤드는 도2에서 화살표 B에 의해 가리켜진 것처럼 대략 180도 회전할 수 있다. 헤드 어셈블리가 회전하면서, 헤드 어셈블리 내의 발사 휠들의 위치는 따라서 변화한다. 예를 들면, 발사 휠들은 공의 상단, 바닥, 왼쪽 또는 오른 쪽 측 상에서 그리고 스핀을 변화시키기 위한 사이에서의 모든 점들에서 기능적으로 방향을 갖는다. 아울러, 전술된 것처럼 곡선은 화살표 C에 의해 가리켜진 경로를 따라서 위 아래로 그리고 공 발사 특성들에 있어서 거의 제한되지 않은 다양성을 제공하기 위해 화살표 D에 의해 가리켜진 경로를 따라서 앞 뒤로 발사 튜브를 틸팅 또는 이동시킴으로써 변화될 수 있다. 이러한 이동을 영향 끼치는 다양한 요소들은 도 5 및 6에 특별히 참조하여 이제 설명될 것이다.

전술한 것처럼, 패닝(panning) 이동은 패닝 드라이브 기어(46) 및 반원의 기어(42)를 통해 영향을 받는다. 화살표 C에 의해 정의된 경로를 따라서 위 아래로의 이동은 기어(92)에 의해 구동되는데, 이는 브라켓(36) 상에서 아치 모양의 기어(40)와 맞물린다. 기어(92)는 서보 모터(94)에 작동 가능하게 부착된다. 모터(94)의 작동은 기어(92)를 돌리고, 차례로 피봇(52, 54)들 주위로 위 아래로 이동시키기 위해 서빙 헤드 어셈블리를 구동시킨다. 화살표 B에 의해 지시되는 경로를 따라서 헤드 어셈블리의 회전 가능한 이동은 드라이브 기어(96)에 의해 영향을 받고, 이것은 기어(100)의 동심의 스텝-다운 기어 세그먼트(98)와 맞물린다. 기어(100)는 부싱(101)에서 회전 가능하게 장착된다. 앞쪽의 발사 튜브의 뒤쪽의 단의 외부 주위로 주요한 주변의 기어(102)가 있다. 주변의 기어(102)는 기어(100)와 작동 가능하게 연결된다. 드라이브 기어(96)는 서보 모터(104)에 의해 힘을 받는다. 서보 모터(104)의 작동은 드라이브 기어(96)를 돌리고(스텝-다운 기어 세그먼트(98)를 통해), 차례로 주변의 기어(102)를 구동시킨다.

하나 또는 이상의 서보 모터가 동시에 작동될 수 있는 것이 고려될 것이다. 그러므로, 2개 또는 이상의 서보 모터들의 작동은 동시에 부드럽고 조용한 이동 그리고 강화된 플레이 경험을 위한 제한되지 않는 방식으로 서빙 헤드의 분절을 제공하도록 영향 받을 수 있다.

다양한 기어들은 바람직하게는 부드럽고 조용한 이동을 허용하도록 무게를 감소시키는 플라스틱 또는 나일론 또는 다른 합성 물질과 같은 내구성이 있고 가벼운 물질로 제조된다. 그들의 관련된 모터들을 갖고 따라서 다양한 설명된 기어들의 구조 및 크기는 공 발사 특성들을 변화시키기 위해 화살표 B-D로 지시된 설명된 경로를 따라서 공 발사 헤드의 이동의 최적화된 다양화된 속도를 획득하도록 선택된다. 작고 가벼운 서보 모터의 사용은 더 무거운 모터들, 기어들 그리고 금속 베어링의 사용에 의해서 제한된 이동을 원활하게 위해 서빙 헤드 어셈블리의 무게를 감소시킨다. 아울러, 서빙 헤드의 이동은 아래에서 설명될 것처럼 사용자에 의해 미리 프로그래밍될 수 있다.

탁구 로봇은 도 2에 도시되었고 참조 번호 110으로 지시된 것처럼 디지털 컨트롤러에 작용적으로 연결된다. 대표적인 면에서, 컨트롤러(110)는 태블릿 컴퓨터이고, 디스플레이 스크린 상에 표시되는 메뉴들을 찾고 메뉴들로부터 선택을 하는 데 사용되는 터치 스크린 디스플레이(112)를 포함한다. 태블릿 컨트롤러(110)는 많은 다른 로봇들이 사용하는 스위치들, 다이얼들, 레버들 그리고 인디케이터들보다 훨씬 친숙한 시스템인 메뉴-기반 컨트롤 시스템을 사용한다. 컨트롤러는 제조자에 의해 미리 프로그래밍될 수 있거나 원하는 것처럼 사용자가 컨트롤러를 프로그래밍하도록 허용한다.

어느 경우에, 프로그래밍 가능한 기능들의 일측면은 참조에 의해 여기에서 받아들여지는 동시-펜딩 특허 출원 번호 13/500,774호에서 공개되었다. 간략하게 언급하면, 메뉴 시스템은 처음에 켤 때 "정상 모드"로 작동하지 않는다. 그러나 사용자는 원해진다면 로봇이 더 복잡한 모드에 시작하도록 디폴트를 변화시킬 옵션을 갖는다. 어느 경우에, 정상 모드는 공 속도, 공 주파수(웨이트 타임이라 불리는) 그리고 진동의 조절을 허용한다. 추가적인 특징들은 정상 모드의 추가적인 "페이지들"을 통해 또는 드릴 모드(Drill mode)로 스위칭함으로써 활성화될 수 있고 게임의 다양한 미리-세팅된 패턴들이 활성화될 수 있다. 변경적으로, 디지털 컨트롤러는 윈도우 개인 컴퓨터에 연결될 때, 개인 컴퓨터 모드는 개인 컴퓨터로부터 프로그래밍되고 바로 조절되는 로봇 서버 어셈블리의 작동을 허용한다.

태블릿 컨트롤러는 모터 속도를 조절하기 위해 펄스 퍽 모듈레이션(Pulse Width Modulation)을 사용한다. 이것은 포텐셔미터들이 가장 낮은 속도로 세팅될 때 오직 1 내지 2볼트 대신에 항상 완전한 12볼트(또는 이상의)가 모터들을 구동시킬 것임을 확신할 것이다. 이것은 특히 새롭거나 더러운 공들이 로봇 서버 조립체에 사용될 때 공 재밍 문제들을 방지하도록 돕고, 그리고 본 공개에 따라 사용되는 모터들로 발생할 수 있는 다른 낮은 전압 문제를 방지하도록 돕는다.

컨트롤러는 서버 헤드 모션 및 속도를 세팅하는 것을 허용하고 컨트롤 레버들 및 컨트롤 레버 어댑터들을 제거한다. 임의의 세팅들은, 볼이 테이블 상에서 더 짧게 또는 더 깊게 가도록 하는 공 속도를 다양화하기 위해, 공들이 어느 위치에서 임의로 배치되도록 허용하고, 또한 기다리는 시간 동안, 그래서 리듬을 발전시키기가 더 어렵다. 이것은 로봇 서버가 덜 예측 가능하도록 하고 인간이 플레이하는 방식에 더 유사하게 한다. 컨트롤러는 문제를 고치기 위해 다시 프로그래밍될 수 있거나 미래에 새로운 가능성들을 더할 수 있다.

컨트롤러(110)는 사용자들 사이에서 이전될 수 있는 "드릴 파일들(drill files)"을 발생시킬 수 있는 소프트웨어 프로그램을 보유한 윈도우 개인 컴퓨터에 시리얼 포트로 연결될 수 있고, 그래서 예를 들면, 코치는 금주의 각각의 날에 하는 그의 친구들을 위해 3개의 드릴 파일들을 발생시킬 수 있으며, 그리고 나서 그 주의 끝에 그들의 발전을 평가한 후에 그들에게 새로운 드릴들을 보낼 수 있다. 선택적으로, 로봇과 함께 하는 선수들의 모임은 그들 사이에 파일들을 바꿀 수 있다. 드릴 파일들은 모터 속도들, 공 위치들 그리고 연속적인 샷들 사이의 딜레이들을 정의할 것이다. 드릴 파일에 포함될 수 있는 연속적인 공들의 개수가 제한되지는 않는다.

"드릴" 모드는 개인 컴퓨터에 연결되는 디지털 컨트롤러를 가지지 않고 컨트롤러에 의해 운영될 수 있는 스탠다드 드릴들의 세팅된 개수를 가질 것이다. 드릴을 위한 공 속도 및 기다리는 시간이 조절될 수 있고 그래서 단일의 드릴은 플레잉 기술들의 넓은 범위를 위해 적절할 것이다. 드릴에서 연속적인 공들의 개수는 각각의 드릴에 배치된 마이크로칩 상에 메모리 공간의 양에 의해 결정된다.

"정상" 모드는 모터 속도에 대한 개인 조절을 허용하고 연속적인 샷들 사이에서 정확한 딜레이에 대한 공 위치들을 세팅하는 데 더 많이 정확하게, 더 정교한 컨트롤을 허용하고, 공들의 확실한 수가 운반되거나 도는 확실한 양의 시간이 경과한 후에 운반을 멈추게 할 수 있다.

"셋-업" 모드는 세팅들의 보정 및 옵션의 선택을 허용한다.

"카운트/타임" 옵션은 (정상 모드에서) 공들의 개수, (드릴 모드에서) 경쟁의 개수 또는 시간의 양에 의해 조절되도록 공 운반을 허용한다.

게다가, 와이파이 또는 블루투스와 같은 와이어리스 커뮤니케이션 인터페이스들이 적절하다.

컨트롤러는 적절하게 프로그래밍될 수 있고 이를 통해 메뉴 시스템에서 메뉴들은 영어, 독일어, 프랑스어, 스페인어, 중국어 및 일본어로 표시될 수 있다. 디지털 컨트롤러가 사용자가 읽을 수 없는 언어로 이미 세팅될지라도 언어가 선택될 수 있는 특별한 특징이 있다.

컨트롤러는 왼쪽 또는 오른쪽 손 작동을 위해 세팅될 수 있고, 이를 통해 드릴들은 왼손 또는 오른손 선수들을 위해 바르게 운영된다. 속도 및 진동은 알려진 기준으로 보정될 수 있고 이를 통해 하나의 로봇을 위해 쓰여진 드릴들은 다른 많은 로봇들에 의해 공유될 수 있고 바르게 운영될 수 있다. 공 센서는 실수가 있거나 지연된 픽업들 또는 이중의 드로우(throw)들을 제거하기 위해 특별한 공 공급 메커니즘으로 보정될 수 있다.

컨트롤러는 팩토리 디폴트 세팅들로 세팅을 복구하고 디지털 컨트롤러가 적절하게 기능한다면 기술자에게 빨리 말하는 것을 허용하기 위해 문제가 되는 슈팅 코드들을 발생시키는 팩토리 디폴트 복구(Factory Default Restoration) 및 셀프-진단상(Self-Diagnostic)의 특별한 기능들을 포함할 수 있다.

소프트웨어 프로그램은 개인 컴퓨터 상에 설치되고 연결이 피씨(PC) 및 로봇 컨트롤러 사이에 만들어진다. 소프트웨어 프로그램은 사용자가 디지털 컨트롤러로 앞 뒤로 드릴들을 읽고 쓰도록 허용하고, 스크래치로부터 새 드릴들을 발생시키고, 개인 컴퓨터로부터 바로 드릴들을 운영하고, 개인 컴퓨터 상에 드릴 파일을 저장하는 것을 허용한다. 소프트웨어 프로그램은 오리지널 팩토리 세팅들로 디지털 컨트롤러에 저장된 모든 64 드릴들을 복구할 수 있다.

일측에서, 테이블 컨트롤러는 개인 컴퓨터의 모든 기능을 포함할 수 있다.

드릴 파일들은 파일 메뉴로부터 세이브 명령(Save command)을 선택함으로써 나중의 사용을 위해 태블릿 컨트로럴 상에 저장될 수 있다. 그리고 나서 다이알로그 박스는 드릴 파일이 구별적인 이름이 주어지도록 허용하도록 나타난다. 미리 저장된 드릴 파일들 사이에는 파일 메뉴 상에 오픈 명령을 사용하여 리콜될 수 있다. 오픈 명령을 선택하는 것은 다이알로그 박스를 디스플레이할 것이고, 이것은 사용자가 이미 저장된 드릴 파일에 찾도록 허용한다. 일단 드릴 파일이 선택된다면, 드릴로부터 시퀀스 단계들이 나타난다.

작동을 위해 요구되는, 앞서 공개된 서보 모터들, 엘이디 라이트들 그리고 어느 다른 모터들은 적절하게 전기적으로 와이어링 되고, 예를 들면 파워 코드(cord) 또는 적절한 배터리를 통해 전기의 출처에 연결된다.

상기 예들은 청구항들에 의해 정의된 공개가 더 넓은 출원을 가질 수 있고 상세하게 도시되고 설명된 실시예들에 단지 제한되지 않는다는 것을 보여준다. 대신에, 공개는 청구항들의 명쾌한 단어들에 의해 오직 제한되어야 하고, 청구항들은 상세한 설명에서 보여준 상세한 구체화들에 제한되지 않으며, 이것은 공개의 최선의 모드들을 나타내되 보호의 확장들에 대해서는 아니다. 보호의 범위는 오직 동반된 청구항들의 범위에 의해 제한되고, 심사관은 그것에 기초하여 심사하여야만 한다.

Claims (11)

1. 상단 및 하단을 가지며 내부의 공 경로를 정의하는 바디(body);
   상기 바디의 하단에서 상기 내부의 공 경로 내로 공들을 안내하는 공 픽업 가이드;
   상기 내부의 공 경로 및 개방된 프론트(front)와 연결된 개방된 바닥을 구비하며, 백 패널의 상기 상단에 있는 공 가이드;
   상기 바디의 상기 상단에 부착되어 상기 공 가이드의 상기 개방된 프론트와 연결된 공 발사 튜브를 구비하는 서빙 헤드 어셈블리(serving head assembly);
   상기 발사 튜브와 작용적으로 연결되는 한 쌍의 반대되는 발사 휠;
   상기 서빙 헤드와 작용적으로 연결되는 복수 개의 기어(gear)들; 및
   상기 기어의 회전을 작동시키기 위해 상기 복수 개의 기어들 중 적어도 하나와 작용적으로 연결되는 적어도 하나의 서보 모터;
   를 포함하며,
   상기 기어들 중 상기 적어도 하나의 작동(actuation)은 상기 서빙 헤드의 길이 방향의 축에 대해 상기 서빙 헤드의 180도 회전을 영향 끼치고,
   상기 기어들 중 상기 적어도 하나의 작동은 상기 서빙 헤드의 위 및 아래로의 이동을 영향 끼치고,
   상기 기어들 중 상기 적어도 하나의 작동은 상기 서빙 헤드의 측부 대 측부(side to side) 이동을 영향 끼치는, 탁구공들을 서브(serve)하는 로봇 서버 어셈블리.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전 이동, 위 및 아래로의 이동 및 측부 대 측부 이동은 동시에 작동될 수 있는, 로봇 서버 어셈블리.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 발사 튜브는 회전 가능한 맞물림으로(in rotatable engagement) 앞쪽의 섹션 및 뒤쪽의 섹션을 갖는, 로봇 서버 어셈블리.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 발사 튜브의 상기 앞쪽의 섹션 및 상기 뒤쪽의 섹션 사이에서 부싱(bushing)을 갖는, 로봇 서버 어셈블리.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 부싱은 테플론 오링(O-ring)인, 로봇 서버 어셈블리.
   
6. 제1항에 있어서,
   각각의 발사 휠은 한 쌍의 반대되는 림들을 구비하며, 각각의 상기 림은 높은 마찰계수를 갖는, 로봇 서버 어셈블리.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 발사 휠들 중 하나는 상기 발사 휠들 중 다른 하나의 폭보다 더 넓은 폭을 갖는, 로봇 서버 어셈블리.
   
8. 제7항에 있어서,
   더 큰 폭을 갖는 상기 발사 휠은 오목 프로파일을 갖는, 로봇 서버 어셈블리.
   
9. 제1항에 있어서,
   기능들의 메뉴로부터 상기 로봇 서버 어셈블리의 기능들을 작동시키는 태블릿 컴퓨터 컨트롤러를 더 포함하는, 로봇 서버 어셈블리.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 공 픽업 장치는 회전하는 공 픽업 장치인, 로봇 서버 어셈블리.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 공 픽업 장치는 상기 바디의 하단에서 상기 탁구공들을 맞물리는 외측 방향을 갖는 연장부(extension)들 더 포함하는, 로봇 서버 어셈블리.

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