KR20180051756A - 축구공 드리블 로봇 - Google Patents

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KR20180051756A
KR20180051756A KR1020160148467A KR20160148467A KR20180051756A KR 20180051756 A KR20180051756 A KR 20180051756A KR 1020160148467 A KR1020160148467 A KR 1020160148467A KR 20160148467 A KR20160148467 A KR 20160148467A KR 20180051756 A KR20180051756 A KR 20180051756A
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Abstract

본 발명은 축구공을 스스로 드리블하여 훈련용을 활용 가능한 축구공 드리블 로봇에 관한 것으로, 센서와 카메라의 신호로 축구공의 위치를 특정하여, 바퀴를 구동시켜 본체가 이동되며, 하판의 안착홈과 롤러부의 회전롤러를 이용해 축구공을 드리블할 수 있고, 사용자의 음성 명령에 의해 돌출구의 돌출기둥을 전진 운동시켜, 돌출판으로 축구공을 가격하여 사용자에게 보내줄 수 있으므로, 상대 선수가 없는 경우에도 축구 연습에 도움을 줄 수 있으며, 사용자의 축구 실력 향상에 도움을 줄 수 있는 효과가 있다.

Description

축구공 드리블 로봇 {Soccer Ball Dribble Robot}
본 발명은 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 축구공을 스스로 드리블하여 훈련용을 활용 가능한 축구공 드리블 로봇에 관한 것이다.
일반적으로 축구는 양편이 대항하는 구기 종목의 하나로, 발을 사용하여 볼을 다루고 골을 다투는 대표적인 팀 스포츠이다. 축구는 경기 기술이 다양하고, 많은 양의 달리기가 필요한 경기이다. 또한, 경기 상황이 매 순간 새로우므로 선수는 자신의 판단에 따라서 게임을 펼쳐 나가야 한다. 그렇기 때문에 축구 연습 시에는 혼자 진행하는데 한계가 있기 때문에 공을 주고받을 상대가 필요하다.
그러나 주변에 같이 연습할 상대가 없을 경우에는 연습에 제약이 발생한다. 그래서 사람이 아니더라도 축구 연습을 같이할 수 있는 로봇에 필요성이 증대되고 있다.
본 발명의 목적은 축구 연습 상대가 없을 때 대용으로 사용할 수 있는 축구공 드리블 로봇을 제공하는 것이다.
본 발명은 원판형의 상판(110)과, 상기 상판(110)으로부터 하방으로 이격된 중간판(120)과, 상기 중간판(120)으로부터 하방으로 이격된 하판(130)과, 상기 하판(130)의 둘레에 적어도 2개 이상 설치되어 전동식으로 구동되는 바퀴(140)와, 상기 중간판(120)의 둘레에 복수 설치되는 엘이디(150)와, 상기 상판(110)과 중간판(120)의 사이에서 복수 설치되어 축구공(10)을 감지하는 센서(160)와, 상기 상판(110)에 설치되어 MCU가 구비된 메인기판(170)과, 상기 상판(110)의 끝단에 설치되어 사용자가 파지할 수 있는 손잡이(180)와, 상기 상판(110), 상기 중간판(120) 및 상기 하판(130)을 수직으로 가로지르도록 설치되어 상기 메인기판(170)에 전원을 공급하는 배터리(190)가 구비된 본체(100); 원판 형상의 돌출판(210)과, 상기 돌출판(210)의 후방 측에 연장되는 막대형상의 돌출기둥(220)과, 상기 돌출기둥(220)이 전진 후진 왕복운동할 수 있도록 가이드하는 고정프레임(230)이 구비되어 상기 중간판(120)과 하판(130) 사이의 전방측에 설치되는 돌출구(200); 제자리에서 회전하면서 상기 축구공(10)과 접촉되는 회전롤러(310)와 상기 회전롤러(310)와 치합되어 구동력을 공급하며, 전동식으로 구동되는 기어부(320)가 구비되어 상기 상판(110)과 중간판(120)의 사이에서 전방측에 설치되는 롤러부(300); 및 상기 축구공(10)을 인식하도록 전방측을 촬영하는 카메라(410)와, 상기 카메라(410)를 거치하며, 상기 상판(110)에서 전방측에 고정되는 거치프레임(420)이 구비되는 카메라몸체(400);를 포함한다.
아울러 본 발명의 상기 엘이디(150)는 상기 중간판(120)의 둘레에 원형 어레이 형식으로 등간격 이격되어 복수 설치되고, 상기 센서(160)는 상기 상판(110)과 상기 중간판(120)의 사이 둘레에 원형 어레이 형식으로 등간격 이격되어 복수 설치된다.
본 발명은 센서(160)와 카메라(410)의 신호로 축구공(10)의 위치를 특정하여, 바퀴(140)를 구동시켜 본체(100)가 이동되며, 하판(130)의 안착홈(132)과 롤러부(300)의 회전롤러(310)를 이용해 축구공(10)을 드리블할 수 있고, 사용자의 음성 명령에 의해 돌출구(200)의 돌출기둥(220)을 전진 운동시켜, 돌출판(210)으로 축구공(10)을 가격하여 사용자에게 보내줄 수 있으므로, 상대 선수가 없는 경우에도 축구 연습에 도움을 줄 수 있으며, 사용자의 축구 실력 향상에 도움을 줄 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 축구공 드리블 로봇의 사시도.
도 2는 도 1에서 돌출구(200)의 작동을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 축구공 드리블 로봇가 축구공(10)을 드리블하는 모습을 나타낸 사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 축구공 드리블 로봇의 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 축구공 드리블 로봇은, 원판형의 상판(110)과, 상판(110)으로부터 하방으로 이격된 중간판(120)과, 중간판(120)으로부터 하방으로 이격된 하판(130)과, 하판(130)의 둘레에 적어도 2개 이상 설치되어 전동식으로 구동되는 바퀴(140)와, 중간판(120)의 둘레에 복수 설치되는 엘이디(150)와, 상판(110)과 중간판(120)의 사이에서 복수 설치되어 축구공(10)을 감지하는 센서(160)와, 상판(110)에 설치되어 MCU가 구비된 메인기판(170)과, 상판(110)의 끝단에 설치되어 사용자가 파지할 수 있는 손잡이(180)와, 상판(110), 중간판(120) 및 하판(130)을 수직으로 가로지르도록 설치되어 상기 메인기판(170)에 전원을 공급하는 배터리(190)가 구비된 본체(100)와, 원판 형상의 돌출판(210)과, 돌출판(210)의 후방 측에 연장되는 막대형상의 돌출기둥(220)과, 돌출기둥(220)이 전진 후진 왕복 운동할 수 있도록 가이드하는 고정프레임(230)이 구비되어 중간판(120)과 하판(130) 사이의 전방측에 설치되는 돌출구(200)와, 제자리에서 회전하면서 축구공(10)과 접촉되는 회전롤러(310)와, 회전롤러(310)와 치합되어 구동력을 공급하며, 전동식으로 구동되는 기어부(320)가 구비되어 상판(110)과 중간판(120)의 사이에서 전방측에 설치되는 롤러부(300)와, 축구공(10)을 인식하도록 전방 측을 촬영하는 카메라(410)와, 카메라(410)를 거치하며, 상판(110)에서 전방측에 고정되는 거치프레임(420)이 구비되는 카메라몸체(400);를 포함한다.
여기서 엘이디(150)는 중간판(120)의 둘레에 원형 어레이 형식으로 등간격 이격되어 복수 설치되고, 센서(160)는 상판(110)과 중간판(120)의 사이 둘레에 원형 어레이 형식으로 등간격 이격되어 복수 설치된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 축구공 드리블 로봇의 사시도, 도 2는 도 1에서 돌출구(200)의 작동을 나타낸 사시도이다.
본체(100)는 원형판 형상의 상판(110)과, 상판(110)에서 하방으로 이격되며, 상판(110)과 동일한 형상으로 형성되는 중간판(120)과, 중간판(120)에서 하방으로 이격되며, 상판(110)과 동일한 형상으로 형성되는 하판(130)과, 하판(130)의 둘레에 적어도 2개 이상 제자리에서 회전 가능하며, 각각 모터가 구비되어 전동식으로 회전하는 바퀴(140)와, 중간판(120)의 둘레에 복수 설치되어 빛을 발하는 엘이디(150)와, 상판(110)과 중간판(120)의 사이에 복수 설치되어 축구공(10)을 감지하는 센서(160)와, 상판(110)에 설치되며, MCU가 구비된 메인기판(170)과, 상판(110)의 끝단에서 횡방향으로 형성되어 사용자가 파지할 수 있는 손잡이(180)와, 상판(110), 중간판(120) 및 하판(130)을 수직으로 가로지르도록 설치되어 메인기판(170)에 전원을 공급하는 배터리(190)를 포함한다.
메인기판(170)은 엘이디(150)와, 센서(160)와, 바퀴(140)와 각각 전기적으로 연결되어, 이들을 제어해주는 역할을 한다. 아울러 메인기판(170)은 배터리(190)에서 공급된 전원을 엘이디(150)와, 센서(160) 및 바퀴(140)에 각각 공급해준다.
바퀴(140)는 각각에 브러쉬리스 모터가 내장된 것으로, 자체적으로 회전할 수 있다. 바퀴(140)는 하판(130)의 둘레에 제자리에서 회전 가능하게 설치되는데, 하판(130)의 둘레를 균등하게 분할하여 적어도 2개 이상이 설치된다. 바람직하게는 3개가 설치된다. 하판(130)의 둘레의 공간을 분할하여 설치된 바퀴(140)가 정역회전하면서 본 발명의 축구공 드리블 로봇을 자유자재로 움직일 수 있도록 해준다. 하판(130)에 바퀴(140)가 위치하는 부분에는 일부가 절개되어 있다. 아울러 하판(130)은 바퀴(140)에 의해 지면에서 이격된 상태를 유지하게 된다.
엘이디(150)는 중간판(120)의 둘레에 원형 어레이 형식으로 등간격 이격되어 복수 설치된다. 엘이디(150)는 빛을 비추어 야간에도 후술할 카메라(410)가 축구공을 인식할 수 있도록 보조해준다.
센서(160)는 하판(130)과 중간판(120)의 사이에서 엘이디(150)보다 위쪽에 설치된다. 센서(160)도 하판(130)과 중간판(120)의 사이의 둘레에서 원형 어레이 형식으로 등간격 이격되어 복수 설치된다. 센서(160)는 축구공을 인식해주는 역할을 한다. 센서(160)는 초음파 센서, 레이저 센서, 적외선 센서 중 하나가 선택적으로 사용될 수 있다. 원형 어레이 형식으로 설치된 센서(160)가 전체 각도를 360도라고 했을 때, 어느 각도에 축구공이 위치하는지를 인식하고, 인식된 값을 메인기판(170)으로 전달해주는 역할을 한다.
메인기판(170)에는 앞서 설명한 바와 같이 엘이디(150), 센서(160) 및 바퀴(140)를 제어하고, 각각에 필요할 때마다 전원을 공급해주는 역할을 한다.
손잡이(180)는 상판(110)의 끝단 측에서 횡바 형태로 형성되는 것으로, 본 발명의 축구공 드리블 로봇을 휴대할 때 사용자가 파지할 수 있다.
배터리(190)는 메인기판(170)과 전기적으로 연결되어, 메인기판(170)에 전원을 공급해준다. 배터리(190)는 상판(110), 중간판(120) 및 하판(130)을 수직으로 가로지르도록 세워져서 설치되다. 배터리(190)는 충전이 가능한 리튬이온, 리퓸폴리머 등의 2차전지가 사용되며, 필요 시 충전이 가능하다. 하판(130) 쪽에는 배터리(190)의 충전을 위한 충전단자(미도시)가 구비된다.
한편, 하판(130)의 전방측에는 일부가 내측으로 절개되어 안착홈(132)이 파여진다. 안착홈(132)에는 축구공의 외주연이 밀착된다.
한편, 상판(110), 중간판(120) 및 하판(130)은 서로 이격된 상태에서 이들을 가로지는 막대 형상의 지지대(102)에 의해 각가이 고정되어 서로 이격된 상태를 유지한다. 이때 지지대(102)는 적어도 2개 이상 설치된다.
돌출구(200)는 축구공을 전방을 향해 튀어나가도록 쳐주는 역할을 하는 것으로, 돌출구(200)를 통해 축구공을 멀리 보낼 수 있다. 돌출구(200)는 원판 형상으로 형성된 돌출판(210)과, 돌출판(210)에서 후방 중앙에서 후방 측으로 연장되는 원기둥의 막대형상으로 형성된 돌출기둥(220)과, 돌출기둥(220)이 전진 또는 후진 왕복 운동할 수 있도록 가이드해주는 고정프레임(230)이 포함된다. 고정프레임(230)의 내부에는 리니어모터가 내장되고, 모터 축에 돌출기둥(220)이 결합된다.
한편, 돌출구(200) 또한 본체(100)의 메인기판(170)과 연결되어 전원을 공급받고, 돌출판(210)의 전진 또는 후진을 제어 받는다. 축구공이 본체(100)의 전방측에 밀착되었을 때 돌출구(200)의 돌출판(210)의 돌출기둥(220)의 빠른 전진에 따라 축구공이 멀리 나아갈 수 있게 된다.
롤러부(300)는 축구공을 드리블할 때 안정적으로 할 수 있게 해주는 것으로, 제자리에서 회전하면서 축구공의 외주연과 직접 접촉되는 회전롤러(310)와, 회전롤러(310)의 양단에서 치합되어 구동력을 공급해주는 기어부(320)가 포함된다. 기어부(320)에는 전동 모터가 포함된다. 롤러부(300)도 본체(100)의 메인기판(170)과 연결되어 전원을 공급받고, 회전을 제어 받는다. 회전롤러(310)는 연질의 합성수지재로 이루어진 롤러가 구비된 것으로, 축구공의 회전 방향과 반대방향으로 회전하면서 축구공이 회전롤러(310)에 밀착되도록 해준다.
이때 축구공의 하부측은 하판(130)의 안착홈(132)이 지지해주고, 상부측은 회전롤러(310)가 지지해줌으로써 축구공을 안정적으로 지지할 수 있다. 이 상태에서 바퀴(140)의 움직이에 따라 자유자재로 움직이게 되므로, 본 발명의 축구공 드리블 로봇은 축구공을 드리블할 수 있게 된다.
카메라몸체(400)는 구비된 카메라(410)로 전방을 촬영하는 것으로, 영상 인식으로 축구공을 인식할 수 있다. 카메라몸체(400)는 전방의 축구공을 촬영하여, 영상 신호를 메인기판(170)을 전송해주는 카메라(410)와, 상판(110)의 전방측에 고정되어 내측에 카메라(410)를 거치해주는 거치프레임(420)이 포함된다. 카메라(410) 또한 메인기판(170)과 전기적으로 연결되고, 메인기판(170)으로부터 전원을 공급받는다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 축구공 드리블 로봇가 축구공(10)을 드리블하는 모습을 나타낸 사시도이다.
운동장에 본 발명의 축구공 드리블 로봇을 내려놓으면, 카메라(410)와 센서(160)가 구동되어 축구공(10)의 위치를 특정하게 된다. 그리고 축구공(10)의 위치를 확인하게 되면, 본체(100)가 바퀴(140)의 구동에 의해 축구공(10)을 향해 이동하게 된다.
이후 센서(160)에 의해 축구공(10)에 급접하고, 본체(100)의 전방을 축구공(10)에 밀착하게 된다. 그러면 축구공(10)의 외주연은 하부가 하판(130)의 안착홈(132)에 밀착되고, 상부는 롤러부(300)의 회전롤러(310)에 밀착되게 된다.
이 상태에서 본체(100)의 이동에 따라 축구공(10)을 자유자재로 움직일 수 있게 된다.
카메라(410)가 사람을 인식하거나, 외부에서 축구공(10)을 달라는 취지의 '패스', '공' 이런 음성 명령이 메인기판(170)의 MCU에 입력되게 되면, 돌출구(200)가 작동하여 돌출판(210)으로 소리의 근원지를 향해 축구공(10)을 멀리 보내주게 된다. 그에 따라 메인기판(170)에는 음성 입력을 위한 마이크(미도시)가 구비된다.
또한, 사용자가 축구공(10)을 본체(100)를 향하여 보내게 되면, 자동으로 축구공(10)을 향해 움직이고, 드리블을 하게 되며, 사용자로부터 음성 명령이 들려오면 돌출기둥(220)을 전진시켜, 돌출판(210)으로 축구공(10)을 가격하여 사용자가 있는 곳으로 보내주게 된다. 돌출판(210)은 축구공(10)을 가격한 후 자동으로 후진하여 원래 위치로 복귀하게 된다.
따라서 이와 같은 과정을 반복하면서, 사용자는 본 발명의 축구공 드리블 로봇과 패스 훈련 또는 팀워크 훈련을 진행할 수 있으므로, 상대 선수가 없는 경우에도 축구 연습을 할 수 있으므로, 훈련의 효율성 향상에 도움을 줄 수 있는 효과가 있다.
즉 본 발명은 센서(160)와 카메라(410)의 신호로 축구공(10)의 위치를 특정하여, 바퀴(140)를 구동시켜 본체(100)가 이동되며, 하판(130)의 안착홈(132)과 롤러부(300)의 회전롤러(310)를 이용해 축구공(10)을 드리블할 수 있고, 사용자의 음성 명령에 의해 돌출구(200)의 돌출기둥(220)을 전진 운동시켜, 돌출판(210)으로 축구공(10)을 가격하여 사용자에게 보내줄 수 있으므로, 상대 선수가 없는 경우에도 축구 연습에 도움을 줄 수 있으며, 사용자의 축구 실력 향상에 도움을 줄 수 있는 효과가 있다.
10 : 축구공
100 : 본체 102 : 지지대
110 : 상판 120 : 중간판 130 : 하판 132 : 안착홈
140 : 바퀴 150 : 엘이디 160 : 센서 170 : 메인기판
180 : 손잡이 190 : 배터리
200 : 돌출구
210 : 돌출판 220 : 돌출기둥 230 : 고정프레임
300 : 롤러부
310 : 회전롤러 320 : 기어부
400 : 카메라몸체
410 : 카메라 420 : 거치프레임

Claims (2)

  1. 원판형의 상판(110)과, 상기 상판(110)으로부터 하방으로 이격된 중간판(120)과, 상기 중간판(120)으로부터 하방으로 이격된 하판(130)과, 상기 하판(130)의 둘레에 적어도 2개 이상 설치되어 전동식으로 구동되는 바퀴(140)와, 상기 중간판(120)의 둘레에 복수 설치되는 엘이디(150)와, 상기 상판(110)과 중간판(120)의 사이에서 복수 설치되어 축구공(10)을 감지하는 센서(160)와, 상기 상판(110)에 설치되어 MCU가 구비된 메인기판(170)과, 상기 상판(110)의 끝단에 설치되어 사용자가 파지할 수 있는 손잡이(180)와, 상기 상판(110), 상기 중간판(120) 및 상기 하판(130)을 수직으로 가로지르도록 설치되어 상기 메인기판(170)에 전원을 공급하는 배터리(190)가 구비된 본체(100);
    원판 형상의 돌출판(210)과, 상기 돌출판(210)의 후방 측에 연장되는 막대형상의 돌출기둥(220)과, 상기 돌출기둥(220)이 전진 후진 왕복 운동할 수 있도록 가이드하는 고정프레임(230)이 구비되어 상기 중간판(120)과 하판(130) 사이의 전방 측에 설치되는 돌출구(200);
    제자리에서 회전하면서 상기 축구공(10)과 접촉되는 회전롤러(310)와 상기 회전롤러(310)와 치합되어 구동력을 공급하며, 전동식으로 구동되는 기어부(320)가 구비되어 상기 상판(110)과 중간판(120)의 사이에서 전방측에 설치되는 롤러부(300); 및
    상기 축구공(10)을 인식하도록 전방측을 촬영하는 카메라(410)와, 상기 카메라(410)를 거치하며, 상기 상판(110)에서 전방측에 고정되는 거치프레임(420)이 구비되는 카메라몸체(400);를 포함하는 축구공 드리블 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 엘이디(150)는 상기 중간판(120)의 둘레에 원형 어레이 형식으로 등간격 이격되어 복수 설치되고,
    상기 센서(160)는 상기 상판(110)과 상기 중간판(120)의 사이 둘레에 원형 어레이 형식으로 등간격 이격되어 복수 설치되는 축구공 드리블 로봇.
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KR102467545B1 (ko) 2022-01-23 2022-12-13 주식회사 온프월드 축구로봇 장치

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