KR20190072215A

KR20190072215A - 물고기 로봇

Info

Publication number: KR20190072215A
Application number: KR1020170173390A
Authority: KR
Inventors: 오용주; 유지경
Original assignee: (주)아이로
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2019-06-25

Abstract

본 발명은 물고기 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부력조절이 용이하여 수중 유영이 자유롭고, 역추진 및 급가속이 가능하여 방향전환이 자유로우며, 수족관 주변에 모인 관람객의 동작을 감지하여 반응할 수 있도록 함으로써 관상 효과를 증대시키면서 상호작용에 따른 재미와 오락성을 증대시킨 물고기 로봇에 관한 것이다.

Description

물고기 로봇{Fish robot}

로봇 기술은 전통적인 개념의 공장자동화용 로봇팔 개념에서 의료용, 가사용, 산업용, 정찰용, 군사용 등 초소형화, 초정밀화를 이루는 등 비약적인 발전을 거듭하고 있다.

이에 따라, 다양한 산업분야에서 이러한 로봇 기술을 이용하고 있으며, 그 일환 중 하나로 잉어처럼 생긴 로봇물고기가 진짜 물고기처럼 물속을 돌아다니면서 몸에 설치된 다양한 센서를 통해 수질오염은 물론, 물고기의 생태, 종류 등을 파악하고, 무선통신장비를 통해 관리국과 교신함으로써 해양 생태 관리에 기여하기도 한다.

대표적인 예로, 영국 에섹스대 연구팀과 BMT라는 기술회사가 공동으로 연구개발한 로봇물고기를 예시할 수 있다.

이와 같은 많은 연구에 따라 물고기 로봇은 충전지 및 충전기술, 유영기술, 무선통신기술 등이 비약적으로 발전하였으며, 이제는 대형 수족관 등에서 관람용, 이를 테면 생체 로봇 서비스로 활용하려는 시도들이 이루어지고 있다.

특히, 다양한 수중 생물 모방용인 관상어 로봇을 관람용으로 사용하게 되면 실제 물고기를 유지 관리하는데 드는 비용을 줄이고, 물고기 폐사를 막으며, 반영구적인 사용이 가능한 많은 장점들이 있다.

그런데, 수족관과 같이 강에 비해 상대적으로 좁고, 수심이 깊을 뿐만 아니라, 관람객에서 항상 공개된 상태로 유지되어야 하는 특성상 부력조절을 자유롭게 할 수 있어야 하는데 현재까지는 부레 기능을 구현하기 위해 불활성가스의 밀도를 조절하는 방식을 사용하고 있는데 이러한 구조로는 급속한 부력 조절이 어렵다는 한계에 봉착해 있다.

최근에는 래크와 피니언을 이용한 무게추 이동방식이 개시되고 있으나 구조가 복잡하고 제어가 어렵하는 난점이 있다.

더구나, 수족관의 구석진 곳에 갇힐 경우 이를 헤쳐나올 수 있는 기능이 없기 때문에 제어 불량이 많이 발생하는 단점도 있다.

뿐만 아니라, 관상어로서만 유지될 뿐 관람객과 상호교감할 수 있는 기능이 없어 비교적 단순하다는 한계도 가지고 있다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1268239호(2013.05.21.) '물고기 로봇 및 물고기 로봇 충전기' 대한민국 특허 등록번호 제10-1329064호(2013.11.07.) '가스 충전 물고기 로봇' 대한민국 특허 등록번호 제10-1744642호(2017.06.01.) '물고기 로봇'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 부력조절이 용이하여 수중 유영이 자유롭고, 역추진 및 급가속이 가능하여 방향전환이 자유로우며, 수족관 주변에 모인 관람객의 동작을 감지하여 반응할 수 있도록 함으로써 관상 효과를 증대시키면서 상호작용에 따른 재미와 오락성을 증대시킨 물고기 로봇을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 일실시예는,

물고기 형상의 몸체부에 다수의 지느러미가 구비되는 로봇 물고기에 있어서,

상기 몸체부는, 어수부(魚首部)(11)와, 중앙몸통부(12)와, 어미부(魚尾部)(13) 및 꼬리부(14)로 분절되고, 서로 힌지 연결되어 초소형 서보모터에 의해 힌지 연결부가 회전 제어되게 결합되며;

상기 중앙몸통부(12)의 내부에는 상기 초소형 서보모터의 구동을 각각 제어하는 마이콤인 제어부(30)가 탑재되고;

상기 제어부(30)에는 데이터 저장 및 입출력을 위한 메모리부(MOM) 및 동작제어용 무선신호를 송수신하는 무선통신부(WIR)가 연결되며;

상기 제어부(30)에는 부력을 조절하는 부력조절기(38)가 더 연결된 것을 특징으로 하는 물고기 로봇을 제공한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 실시예는,

물고기의 머리와 다수의 지느러미가 달린 몸체부와, 꼬리 지느러미가 달린 꼬리부를 포함하는 물고기 로봇에 있어서,

상기 몸체부는, 어수부(魚首部)(11)와, 중앙몸통부(12)와, 어미부(魚尾部)(13)로 분리 구성되고;

상기 어수부(11)와 상기 중앙몸통부(12)는, 좌우방향 요동이 가능하게 힌지연결되고, 상기 중앙몸통부(12)와 상기 어미부(13)는, 힌지연결되어 초소형 서보모터에 의해 회전가능하게 결합되며,

상기 꼬리부(14)는, 상기 어미부(12)의 단부에 힌지연결되고, 초소형 서보모터에 의해 회전가능하게 결합되며;

이와 같은 일 실시예에서는, 어수부와 중앙몸통부, 중앙몸통부과 어미부, 어미부와 꼬리부(14)가 각각 제1 내지 제3 관절부에 의해 회전 가능하게 결합된다. 각 관절부는, 힌지결합으로 초소형 서보모터에 의해 회전가능하게 결합 구성된다. 즉, 각각 초소형 서보모터에 의해 구동되는 3개의 관절부에 의거하여 몸체부의 분절된 각부분이 회전가능하게 힌지결합 구성된 것이다.

이에 반해 다른 실시예는, 어수부와 중앙몸통부은 서보모터 없이 힌지연결에 의해 결합구성하여 어수부가 중앙몸통부에 대해 소폭의 회동운동만 가능하게 구성되며, 중앙몸통부과 어미부 사이 및 어미부와 꼬리부(14) 사이에는 각각 초소형 서보모터에 의해 회전 각도가 제어되는 힌지연결로 구성된다. 즉, 관절제어를 위하여 2개의 서보모터만 사용하고, 어수부는 중앙몸통부의 움직임에 의해서 회동운동만 이루어지게 한 것이다.

또한, 상기 부 제어용 2개의 서보모터는 상기 어미부 내에 서보모터가 서로 이웃하게 설치되고, 각각의 서보모터에 의해 회전제어되는 회동링크가 설치되며, 각 회동링크의 단부에 중앙몸통부과 꼬리부(14)의 연결링크가 각각 힌지연결되어 회전가능하게 설치된 것을 특징으로 한다.

이에 한정되는 것은 아니고, 서보모터는, 물고기 로봇의 형태에 따라 즉, 구현하고자 하는 물고기의 종류에 따라 전체 무게 중심을 고려하여 중앙몸통부와 어미부에, 또는 어미부와 꼬리부에, 또는 중앙몸통부와 꼬리부에 선택적으로 설치하고, 연결대상이 되는 부분의 연결링크를 서보모터의 회전력을 전달하는 회동링크에 힌지결합시켜 회전가능하게 설치하는 것이다.

한편, 상기 부력조절기(38)는 상기 중앙몸통부(12)의 내부 하측에서 중앙몸통부(12)의 길이방향으로 배열된 볼스크류와, 상기 제어부(30)의 제어신호에 따라 상기 볼스크류를 구동시키는 초소형 서보모터 및 상기 볼스크류에 치결합된 상태에서 초소형 서보모터의 회전방향에 따라 이동하는 적어도 2개 이상의 무게추로 이루어진 제1부력조절기를 포함할 수 있다.

또한, 상기 부력조절기(38)는 상기 어수부(11) 내부에 설치되는 제1밸러스트탱크와, 상기 어미부(13) 내부에 설치되는 제2밸러스트탱크 및 상기 제어부(30)의 제어신호에 따라 상기 제1,2밸러스트탱크에 각각 물을 채우거나 빼는 밸러스트펌프로 이루어진 제2부력조절기를 포함할 수 있다.

부력조절기는 제1부력조절기 또는 제2부력조절기 하나만 설될 수도 있지만, 둘다 설치되어 상호 연관시켜 부력을 조절함으로써 더욱 효과적으로 부력을 조절할 수 있도록 하는 것이다.

또한, 상기 어수부(11)에 형성된 어구(魚口) 양측에는 상기 제어부(30)로 검출신호를 송신하는 근접센서가 더 설치되고; 상기 어구(魚口)의 하측에는 유영하는 전방 장애물까지의 거리를 측정하여 상기 제어부(30)로 송신하는 PSD(Position Sensing Device) 센서가 더 설치되며; 상기 PSD 센서와 간격을 두고 수심을 측정하여 상기 제어부(30)로 송신하는 초음파센서가 더 설치된 것에도 그 특징이 있다. 이는 단순히 모두 근접센서나 초음파 센서를 설치하는 것과는 다르게 효과적으로 좌우측면은 근접센서로 장애물 유무를 검출하게 하고, 전면센서나 하면 센서는 거리까지 측정하게 함으로써 회피동작시 회피시점과 회피방향 및 회피속도를 제어하여 효과적인 회피 동작을 제공할 수 있다.

또한, 상기 제어부(30)에는 추진기(39)가 더 연결되되, 상기 추진기(39)는 급속추진기 혹은 역추진기 혹은 이들의 병행 설치되는 구조를 가지며; 상기 급속추진기는 어미부(13)의 하면 중심에 설치되는 부스터 펌프(BST)이고; 상기 역추진기는 중앙몸통부(12)의 하면 중심에 설치되는 스크류 펌프(SCP)인 것에도 그 특징이 있다. 이처럼 급속 추진기와 역추진기를 구비하여 물고기 로봇의 일반적인 유영뿐만 아니라 급속추진과, 후진이 가능해진다.

또한, 상기 제어부(30)에는 발광스위치(41)가 더 연결되고, 상기 발광스위치(41)는 제어부(30)의 제어신호에 따라 어수부(11)의 어구(魚口) 위쪽에 구비되는 눈(15)에 설치된 LED램프의 발광을 제어하거나 혹은 어구(魚口)의 입술(17)에 마련된 띠 형태의 LED램프 혹은 이들 모두의 발광을 제어하는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 제어부(30)에는 레이저빔 드라이버(42)가 더 연결되고, 상기 눈(15)의 하측에는 저레벨 레이저빔을 투사하는 레이저빔 발진기(16)가 더 설치되어 상기 레이저빔 드라이버(42)에 의해 구동 제어되는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 제어부(30)에는 눈(15)에 위쪽에 설치되는 초소형 CCD 카메라(44)가 더 연결되어 촬영된 영상이 실시간 전송되도록 구성된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 제어부(30)에는 물분수 드라이버(43)가 더 연결되고, 상기 물분수 드라이버(43)는 어구(魚口) 위쪽에 설치된 물분수노즐(SPR)의 개폐를 제어하여 주기적으로 물을 뿜도록 구성된 것에도 그 특징이 있다.

한편, 관람객의 동작에 반응하는 물고기 로봇은,

수족관과, 수족관 속에 투입되는 물고기 로봇과, 관객의 동작을 감지하여 상기 로봇 물고기의 제어부로 송신하는 관객동작 감지수단이 더 설치되고,

상기 물고기 로봇의 제어부는, 상기 관객동작 감지신호에 의거하여 미리 설정된 프로그램에 의해 랜덤 반응하거나, 임의의 포인트로 모여들거나, 멀어지거나 급가속 움직임 또는 임의의 포인트 배회 유영으로 제어하는 관객동작 반응모드를 프로그램에 의해 설정한 것을 포함한다.

따라서, 관객동작감지수단에 의해 관객 동작이 감지되면, 해당 동작에 반응하여 물고기 로봇의 움직임을 제어할 수 있다.

본 발명에 따르면, 부력조절이 용이하여 수중 유영이 자유롭고, 역추진 및 급가속이 가능하여 방향전환이 자유로우며, 수족관 주변에 모인 관람객의 동작을 감지하여 반응할 수 있도록 함으로써 관상 효과를 증대시키면서 상호작용에 따른 재미와 오락성을 증대시키는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 물고기 로봇의 예시적인 모델링 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 물고기 로봇의 예시적인 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 물고기 로봇의 유영 예를 평면상태로 도시한 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 물고기 로봇의 제어구성을 보인 예시적인 구성블럭도이다.
도 5는 본 발명에 따른 물고기 로봇의 또다른 제어구성을 보인 예시적인 구성블럭도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 물고기 로봇은 다수의 부로 이루어지고, 각 부는 힌지결합되어 초소형 서보모터에 의해 회전가능하게 구성된다. 여기서, 물고기 로봇은, 자체 동력으로 밧데리 전원장치를 구비하고, 해당 전원을 이용하여 구동장치를 구동시켜 물고기 로봇을 물 속에서 유영하게 하는 것으로서, 이러한 구성은 널리 알려진 내용이므로 본 발명에서는 구성이나 설명을 생략한다.

본 발명에 따른 물고기 로봇은 급격한 방향전환과 급가속 기능을 구현하기 위해 기본적으로 몸체부를 어수부(魚首部)(11)와 중앙몸통부(12)와 어미부(魚尾部)(13), 꼬리부(14)로 분리 구성된다. 그리고 서보모터에 의해 각부가 서로 회전가능하게 힌지 연결되는 3개의 관절부(51 - 53)가 포함된다.

상기 중앙몸통부(12)의 일측단에 물고기 로봇의 입(주둥이)이 마련되는 어수부(11)가 초소형 서보모터에 의해 회전되면서 각도조절 가능하게 힌지결합되고, 상기 중앙몸통부(12)의 타측단에는 어미부(12)가 초소형 서보모터에 의해 회전되면서 각도 조절 가능하게 힌지 결합된다. 그리고 상기 어미부(12)의 단부에는 꼬리부(14)가 초소형 서보모터에 의해 회전 가능하게 힌지 결합 된다.

따라서, 본 발명에서 따른 물고기 로봇은, 어수부(11)와 중앙몸통부(12), 중앙몸통부(12)와 어미부(13), 어미부(13)와 꼬리부(14)의 사이에 각각 서보모터에 의헤 회전되는 회전링크에 이웃하는 부분의 연결링크를 힌지 결합한 3개의 관절부(51 - 53)가 포함되는 구성이다.

특히, 상기 어수부(11), 중앙몸통부(12), 어미부(13) 및 상기 꼬리부(14)는 내구성과 내수성이 우수하도록 아크릴수지, ABS 수지 또는 폴리카보네이트수지(PC) 중 어느 하나 혹은 이들이 조합된 합성수지물로 성형됨이 바람직하다.

아울러, 물고기 로봇의 등 부분에는 상기 중앙몸통부(12)에서 상기 어미부(13)에 걸쳐 등지느러미(Dorsal Fin)(DF)가 형성되는데, 상기 등지느러미(DF)는 방향을 유지하기 위한 것으로 실리콘으로 제조됨이 바람직하다.

또한, 물고기 로봇의 배 부분중 중앙몸통부(12)의 하부 양측에는 한 쌍의 배지느러미(Pelvic Fin)(PF)가 형성되는데, 상기 배지느러미(PF)는 위아래 흔들림을 방지하여 균형(평형)을 유지하기 위한 것으로 이 또한 실리콘으로 제조됨이 바람직하다.

뿐만 아니라, 물고기 로봇의 꼬리부(14)에 가까운 어미부(13)의 하부 양측에는 한 쌍의 뒷지느러미(Anal Fin)(AF)가 형성되는데, 상기 뒷지느러미(AF)는 회전을 방지하여 수직상태를 유지하기 위한 것으로 이 또한 실리콘으로 제조됨이 바람직하다.

한편, 도 4의 예시와 같이, 상기 중앙몸통부(12) 내부에는 마이콤 형태의 제어부(30)가 탑재되는데, 상기 제어부(30)는 수밀구조를 이루어 물속에서 물고기 로봇이 유영하더라도 침수되지 않도록 구성된다.

그리고 상기 제어부(30)에는 어수부(11)과 중앙몸통부(12)사이의 제1관절부(51)를 제어하기 위한 제1관절드라이버(31)와 중앙몸통부(12)와 어미부(13) 사이의 제2관절부(52)를 제어하기 위한 제2관절드라이버(32) 및 어미부(13)와 꼬리부(14) 사이의 제3관절부(53)를 제어하기 위한 제3관절드라이버(33)가 전기적으로 연결된 상태에서 제어되도록 구성된다.

즉, 상기 제1,2관절드라이버(31,32) 및 제3관절드라이버(33)는 각 부의 각도를 조절하기 위해 초소형 서보모터의 회전속도 및 회전방향을 제어하게 된다.

특히, 꼬리부(14)의 회전을 제어하기 위한 제3관절 드라이버(33)는 제1,2관절드라이버(31,32)에 비해 정,역회전이 신속하게 이루어져야 꼬리부(14)를 흔들면서 물고기 로봇이 전방으로 추진될 수 있다.

방향을 전환하는 방식은 도 3의 예시와 같이, 중앙몸통부(12)를 기준으로 어수부(11)와 어미부(13)를 우측으로 꺽은 상태에서 꼬리부(14)를 흔들도록 제어부(30)가 제1,2,관절드라이버(31,32) 및 제3관절드라이버(33)를 제어하게 되면 물고기 로봇은 우측방향으로 전환하면서 유영하게 된다.

반대로, 중앙몸통부(12)를 기준으로 어수부(11)와 어미부(13)를 좌측으로 꺽은 상태에서 꼬리부(14)를 흔들게 되면 물고기 로봇은 좌측방향으로 전환하면서 유영하게 된다.

따라서, 제어부(30)의 제어신호에 따라 각 관절드라이버가 중앙몸통부(12)를 기준으로 진행하고자 하는 방향으로 어수부(11)와 어미부(13)를 꺽은 후 꼬리부(14)를 흔들도록 제어하는 방식으로, 물고기 로봇은 원하는 방향으로 자유롭게 방향전환할 수 있게 된다.

덧붙여, 앞서 설명한 지느러미의 경우에도 자이로센서, 가속계, 지오마그네틱센서 등을 제어부(30)와 연결하고, 초소형 서보모터를 통해 이들 지느러미가 좌우로 기울어지게 제어하거나 혹은 상하방향으로 기울어지도록 제어함으로써 수평, 수직상태를 유지하는 자제 제어를 용이하게 달성할 수 있을 것이다.

뿐만 아니라, 상기 제어부(30)에는 메모리부(MOM)와 무선통신부(WIR)가 연결되는데, 상기 메모리부(MOM)는 각종 센서들이 수집한 정보나 혹은 프로그램된 명령어 등이 저장되는 공간이며 제어부(30)가 수시로 엑세스하여 필요한 정보를 입출력하기 위한 수단이며, 상기 무선통신부(WIR)는 조이스틱형 리모컨 혹은 관제센서와 무선으로 통신하면서 물고기 로봇의 유영을 제어하는 신호를 수신하기 위한 수단이다.

물론, 무선 조정방식 외에도 물고기 로봇이 유영할 방식을 미리 프로그래밍하여 이를 소프트웨어로 탑재하여 외부에서 리모컨으로 제어하지 않고 자체 학습형 제어가 가능하도록 구성할 수도 있다.

이 경우, 학습형 제어는 이를 테면 머신러닝 기법을 따를 수 있다.

이때, 머신러닝 기법이란 컴퓨터 스스로 데이터를 수집하고 분석해 미래를 예측하는 기계학습 알고리즘 중 하나로, 먼저 컴퓨터를 알고리즘 기반으로 학습시킨 뒤 새로운 데이터를 입력해 결과를 예측하도록 하는데, 컴퓨터는 학습한 내용을 기반으로 방대한 양의 빅 데이터를 분석해 앞으로의 행동이나 가능성 등을 판단하는 기법을 말한다.

이러한 기법을 물고기 로봇에 적용하게 되면 물고기 로봇 스스로가 자신이 유영하는 공간 정보를 학습하고, 유영 패턴, 즉 장애물 정보, 수심에 따른 수온 변화 등을 학습하여 스스로 유영하도록 구현할 수 있게 된다.

또한, 상기 제어부(30)에는 도 2 및 도 4에 예시된 바와 같은 좌측센서(34), 우측센서(35), 전면센서(36) 및 하단센서(37)가 더 연결된다.

이때, 상기 좌측센서(34)와 우측센서(35)는 물고기 로봇의 입인 어구(魚口) 양측에 설치됨이 바람직하며, 이를테면 전방에 장애물이나 다른 물고기 로봇이 존재하는지 여부를 검출하여 이를 회피할 수 있도록 한 근접센서일 수 있다. 여기서 근접센서는 IR을 이용해 물체 접근을 감지하는 위치검출센서를 사용할 수 있다.

이 경우, 후술되는 초소형 CCD 카메라(44, 도 5 참조)를 병행하여 운용하게 되면 식별력을 더욱 더 높일 수 있어 유영 자유화를 증대시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 전면센서(36)는 어구(魚口)의 바로 밑에 설치됨이 바람직하며, PSD(Position Sensing Device) 센서가 바람직하다.

상기 PSD 센서는 적외선 삼각 측량 방식으로 거리를 측정하는 센서로 적외선 발광 다이오드, 렌즈, 1차원 CCD 센서가 한 개의 시스템으로 구성되어 어구(魚口)로부터 장애물까지의 거리를 즉시 판독 가능하므로 전면센서(36)의 검출값은 제어부(30)가 회피하기 위한 방향전환시 방향, 속도 등을 결정하는데 기준 자료가 된다.

아울러, 상기 하단센서(37)는 상기 전면센서(36)와 간격을 두고 어수부(11)의 하면에 설치됨이 바람직하며, 이를테면 초음파센서를 이용하여 수심을 검출하도록 구성될 수 있다.

따라서, 이들 센서에 의해 검출된 정보는 메모리부(MOM)에 실시간 저장되고, 제어부(30)는 이들 검출값을 참고하여 물고기 로봇의 유영을 제어하게 된다.

또한, 상기 제어부(30)에는 부력조절기(38)가 연결 제어될 수 있다.

상기 부력조절기(38)는 일 예로, 상기 중앙몸통부(12)의 내부 하측에서 중앙몸통부(12)의 길이방향으로 배열된 볼스크류(미도시)와 상기 볼스크류를 구동시키는 초소형 서보모터(미도시) 및 상기 볼스크류에 치결합된 상태에서 초소형 서보모터의 회전방향에 따라 이동하는 적어도 2개 이상의 무게추(미도시)로 이루어지는 재1부력조절기로 구성될 수 있으며, 제어부(30)가 초소형 서보모터의 구동을 제어함으로써 부력 조절이 가능하게 된다.

즉, 물고기 로봇이 깊은 수심을 향해 유영하고자 할 때는 무게추가 어수부(11) 쪽으로 몰리도록 이동제어함으로써 꼬리부(14)를 흔들게 되면 무게중심이 앞쪽으로 쏠리게 되므로 보다 깊은 수심을 향해 물고기 로봇이 이동하게 된다.

반대로, ?은 수심을 향해 유영하고자 할 때는 무게추가 어미부(13) 쪽으로 몰리도록 이동제어함으로써 꼬리부(14)를 흔들게 되면 무게중심이 뒤쪽으로 쏠리게 되므로 보다 ?은 수심을 향해 물고기 로봇이 이동하게 된다.

이와 같이, 무게추의 위치 조절을 통해 물고기 로봇의 부력을 조절할 수 있어 원하는 유영을 유도하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 부력조절기(38)는 어수부(11) 내부에 제1밸러스트탱크(미도시)를 구비하고, 어미부(13) 내부에는 제2밸러스트탱크(미도시)를 구비하며, 이들 각각에는 물을 채우고 뺄 수 있는 밸러스트펌프(미도시)를 구비한 제2부럭조절기를 형태가 될 수도 있다.

이 경우에는 상기 밸러스트펌프의 구동을 상기 제어부(30)가 직접 구동 제어함으로써 제1,2밸러스트탱크에 물을 채우거나 빼내는 것으로부터 물고기 로봇의 부력을 조절하는 방식이 될 것이다.

예컨대, 제1밸러스트탱크에 물을 채우게 되면 어수 부분이 물 속을 향해 기울어지기 때문에 물고기 로봇 유영시 잠수하게 되고, 제1밸러스트탱크의 물은 빼고 제2밸러스트탱크에 물을 채우게 되면 어수(魚首)가 들려지므로 수면쪽을 향해 올라오게 된다.

따라서, 이와 같이 밸러스트수를 채우고 빼는 것을 조절함으로써 물고기 로봇의 부력을 조절할 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 부력조절기(38)는 상기 무게추 방식의 제1부력조절기와, 밸러스트수 방식의 제2부력조절기를 함께 설치 운용하는 병행 설치도 가능하다.

제1부력조절기인 무게추 방식만 사용하는 경우는, 물고기 로봇 자체의 중량에 의해 잠수된 깊이에서 상승 하강운동을 제어할 수 있으나 일정한 수심의 깊이를 유지하면서 유영시키는데 어려움이 있다. 물론 제2부력조절기의 밸러스트 수 방식만으로 수심제어와 아울러 상승 하강 제어가 가능하지만, 민감하게 제어하기에 어려움이 있다.

이에 따라 무게추 방식과 밸러스트수 방식을 함께 사용하고, 밸러스트수 방식으로 수중 깊이를 조절하고, 무게추 방식으로 하강 또는 상승을 조절할 수 있다.

제1,제2부력조절기를 개별적 또는 상호 연동 제어가 가능하며, 이를 위하여 평형상태를 검출하도록 자이로센서를 더 설치하고, 수심측정수단(예; 초음파 센서)를 설치하여 제어부가 수평 및 수심상태를 검출하고, 유영하고자하는 수심깊이와 방향에 따라 제1,제2부력조절기를 단독 또는 연동시켜 제어함으로써 정확하고 신속하게 상승, 하강 또는 수평 유영을 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(30)에는 추진기(39)가 더 연결될 수 있다.

상기 추진기(39)는 급속추진기 혹은 역추진기 혹은 이들의 병행 설치되는 구조를 가질 수 있다.

이때, 상기 급속추진기는 어미부(13)의 하면 중심에 설치되는 부스터 펌프(BST, 도 2 참조)일 수 있다.

상기 부스터 펌프(BST)는 상기 제어부(30)의 제어신호에 따라 부스팅됨으로써 물을 순간적으로 급속히 후방으로 밀어 보내 물고기 로봇이 순간적으로 아주 빠르게 몸체부와 꼬리부(14)를 흔들면서 급가속으로 전진하도록 하는 수단이다.

이렇게 되면, 실제 물고기의 유영 형태에 가깝게 재현할 수 있게 되므로 관람객은 더욱 더 관심을 집중하게 되고, 관상어로서의 기능을 충실히 수행할 수 있게 된다.

또한, 상기 역추진기는 중앙몸통부(12)의 하면 중심에 설치되는 스크류 펌프(SCP, 도 2 참조)일 수 있다.

이렇게 되면, 물고기 로봇이 유영중 장애물에 걸리거나 혹은 구석에 몰려 빠져나오지 못할 경우 제어부(30)의 제어신호에 따라 스크류 펌프(SCP)가 구동되면서 역추진되어 물고기 로봇이 후진되게 함으로써 현재의 장애 상태를 신속히 해결할 수 있게 된다.

물론, 이 경우 역추진 분사의 힘과 꼬리부(14)를 흔드는 힘의 차이를 조절해 역추진 또는 정지 또는 느리게 전진 등을 조절할 수도 있다.

덧붙여, 도 5의 예시와 같이, 상기 제어부(30)에는 발광스위치(41)가 더 연결될 수 있다.

상기 발광스위치(41)는 제어부(30)의 제어신호에 따라 어수부(11)의 어구(魚口) 위쪽에 구비되는 눈(112, 도 2 참조)에 설치된 LED램프의 발광을 제어함으로써 관람시 관상어로서의 신비로움을 전달할 수 있다.

뿐만 아니라, 어구(魚口)에도 입술(17, 도 2 참조)을 마련하고 여기에는 띠 형태의 LED램프 또는 광섬유 조명수단을 설치하여 마찬가지로 상기 발광스위치(41)에 의해 제어되게 하면 더욱 더 심미감을 높일 수 있다.

아울러, 심미감을 더욱 높일 수 있도록 물고기 로봇이 진행하는 방향 전방을 향해 레이저빔을 투사할 수 있도록 레이저빔 드라이버(42)가 상기 제어부(30)에 더 연결되며, 상기 눈(15)의 하측에는 레이저빔 발진기(16, 도 2 참조)가 더 설치되어 상기 레이저빔 드라이버(42)에 의해 구동 제어되도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 레이저빔 발진기(16)는 단순한 저레벨 레이저빔을 투사하여 전방에 라이트를 켠 효과를 주기 위한 것으로, 레이저빔 확산형, 레이저빔 직진형 등 다양한 형태가 채용될 수 있고, 레이저 라이트의 앞면에 변환필터를 설치하면 레이저를 변환하여 투사할 수 있다. 변환필터는, 구동수단(예; 초소형 서보모터)에 의해 필터를 회전시켜 투사레이저의 칼라나 무늬등을 선택하여 조절할 수 있다.

그러면, 물고기 로봇이 유영하는 전방을 향해 저레벨 레이저빔이 방사되므로 심묘한 느낌을 주게 되어 관상어로서의 기능을 충실히 달성하게 된다.

이에 더하여, 상기 눈(15)의 위쪽에는 초소형 CCD 카메라(44)를 더 설치할 수 있으며, 촬영된 영상을 제어부(30)가 실시간 판독하면서 물고기 로봇의 유영을 제어할 수도 있다.

이러한 초소형 CCD 카메라(44)를 병행설치하게 되면 보다 정교한 물고기 유영 제어가 가능하며, 특히 머신러닝 기법을 통한 학습 능력을 배가시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 제어부(30)에는 물분수 드라이버(43)가 더 연결될 수 있으며, 상기 물분수 드라이버(43)는 상기 초소형 CCD 카메라(44) 보다 더 위쪽에 설치된 물분수노즐(SPR)의 개폐를 제어하여 주기적으로 마치 고래가 물을 뿜는 것처럼 물을 뿜어 아름다운 광경을 연출함으로써 관상어로서의 기능을 더욱 더 높일 수 있다.

이 경우, 상기 물분수노즐(SPR)은 실린더타입 또는 초소형 가압펌프와 솔레노이드밸브에 의해 개폐 제어될 수 있다.

나아가, 상기 제어부(30)에 GPS 모듈(45)을 더 연결하고, 이 GPS 모듈(45)을 중앙몸통부(12)의 상면 중앙에 설치하여 위성통신 가능케 하면 수족관용 관상어 외에 수질 검사나 탐지, 어족 파악 등의 생태계 환경정보를 취득하고 분석하는데 용이하게 활용할 수도 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 물고기 로봇은 적어도 4관절 구조를 갖춤으로써 방향전환이 쉽고 빠르고, 여기에 급가속이 가능한 추진기를 더 구비함으로써 순간적인 빠른 이동이 가능해 마치 살아있는 물고기가 움직이는 듯한 느낌을 줌으로써 관상미를 현격히 높이는 효과를 제공한다.

이에 더하여, 물고기 로봇이 구석이나 장애물에 걸리거나 몰려 있을 경우 역추진이 가능토록 한 별도의 추진기를 더 구비함으로써 물고기 로봇을 후진시킬 수 있어 장애를 해결하는데 유용하다.

또한, 부력조절기를 구비하고 있어 쉽고 빠른 부력조절이 이루어지므로 자유로운 유영을 구현할 수 있다.

나아가, 다수의 센서와 CCD 카메라의 병행을 통해 정확한 장애물 탐지, 인접 지역에서 유영하는 다른 물고기 로봇의 탐지가 신속하게 이루어지므로 회피 유영이 용이한 장점도 제공하며, 머신러닝 기법에 따른 학습기능을 갖출 경우 지능적인 유영이 가능하게 되어 보다 실제 물고기의 유영에 가까운 움직임을 구현할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 실시예로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 물고기 형상을 모방한 몸체부에 다수의 지느러미들이 구비되고, 몸체부 내부에 제어수단 및 구동수단을 구비하여 구동수단을 구동시켜 물속에서 유영하도록 이루어지는 물고기 로봇에 있어서,

어수부(魚首部)(11)와, 중앙몸통부(12)와, 어미부(魚尾部)(13) 및 꼬리부(14)로 분절구성되는 몸체부와;

상기 어수부(11)와 상기 중앙몸통부(12)를 좌우방향 요동이 가능하게 힌지연결되는 제1관절부(51)와;

상기 중앙몸통부(12)와 상기 어미부(13), 상기 어미부(13)와 상기 꼬리부(14)는, 힌지 연결되어 초소형 서보모터에 의해 회전가능하게 연결되는 제2관절부(52) 및 제3관절부(53)와;

상기 중앙몸통부(12)의 내부에 탑재되고 상기 제2,제3관절부(52)(53)의 초소형 서보모터의 구동을 각각 제어하는 마이콤인 제어부(30)와;

상기 제어부(30)의 데이터 저장 및 입출력을 위한 메모리부(MOM)와;

상기 제어부(30)의 동작제어용 무선신호를 송수신하는 무선통신부(WIR)와;

상기 제어부(30)의 제어에 의해 부력을 조절하는 부력조절기(38)가 포함되는 것을 특징으로 하는 물고기 로봇을 제공한다.

이와 같은 도 1 내지 도 4를 참조하는 일 실시예에서는, 어수부(11)와 중앙몸통부(12), 중앙몸통부(12)와 어미부(13), 어미부(13)와 꼬리부(14)가 각각 힌지결합으로 초소형 서보모터에 의해 회전 가능하게 결합 구성된다. 즉, 3개의 초소형 서보모터에 의해 3개의 관절부(51-53)가 회전 가능하게 힌지결합 구성된 것이다.

이에 반해, 도 6을 참조한 다른 실시 예는, 어수부(11)와 중앙몸통부(12)를 연결하는 제1관절부(51)는, 서보모터 없이 힌지 연결에 의해 결합구성하여 어수부(11)가 중앙몸통부(12)에 대해 소폭의 회동운동만 가능하게 구성되며, 중앙몸통부(12)와 어미부(13) 사이 및 어미부(13)와 꼬리부(14) 사이를 연결하는 제2관절부(52) 및 제3관절부(53)는, 각각 초소형 서보모터에 의해 회전 각도가 제어되어 회전가능하게 힌지연결되어 구성된다.

즉, 관절제어를 위하여 2개의 서보모터만 사용하고, 어수부(11)는 중앙몸통부(12)의 움직임에 의해서 회동운동만 이루어지게 한 것이다.

상기 서보모터에 의한 제2,제3관절부(52)(53)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 회전 속도와 회전각도를 제어할 수 있는 서보모터(52a)(53a)에 회동링크(52b)(53b)가 회전력을 전달하도록 설치되고, 그 회동링크(52b)(53b)에 중앙몸통부(12)의 연결링크(52c), 꼬리부의 연결링크(53c)가 힌지결합되어 회동 가능하게 설치된다.

상기 중앙몸통부의 연결링크(52c)는, 중앙몸통부(12)에 고정되어 단부가 상기 회동링크(52b)의 단부에 힌지 연결된다. 상기 서보모터(52a) 및 회동링크(52b)는, 어미부(13)내에 설치된 것을 예로한다. 이에 따라 제2관절부(52)의 서모모터(52a)가 회전되면, 회동링크(52b)가 회전되고, 회동링크(52b)의 단부에 힌지연결된 중앙몸통 연결링크(52c)가 힌지를 중심으로 회동되어 중앙몸통부(12)에 대해 어미부(13)가 회전 각도만큼 회전된다.

본 발명의 도면에서는 제2관절부(52)와 제3관절부(53)의 서보모터의 설치위치를 어미부(13)인 것으로 예를 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 제2관절부의 서보모터(52a) 및 회동링크(52b)는 중앙몸통부(12)내에 설치하고, 연결링크(52c)는 어미부 연결링크로 구성할 수 있다. 마찬가지로 제3관절부(53)도 서보모터와 회동링크를 꼬리부(14)에 설치하고, 연결링크를 어미부 연결링크로 구성할 ㅅ수 있다. 이러한 서보모터의 설치는, 물고기 로봇의 형상이나, 크기등을 고려하여 무게중심과 추진력을 효과적으로 얻을 수 있는 설계에 의해 선택적으로 결정될 수 있다.

이와 같이 중앙몸통부(12), 어미부(13) 및 꼬리부(14)는 제2관절부(52)와 제3관절부(53)의 구동에 의해 서로 대응하여 회전되기 때문에 서로 연동시켜 좌우 왕복 회전에 의해 유선형 추진력을 얻을 수 있는 것이다.

여기서, 생물 물고기와 유사한 움직임을 발생시키기 위해서는, 어미부(13)가 물고기의 몸통부 전체에서 후방부에 위치되어야 하고, 어미 부(13)의 길이를 짧게 하여 꼬리부(14)를 관절로 연결한 것이다.

이와 같이 어미부(13)에서 중앙몸통부(12)를 회전시킴과 아울러 꼬리부(14)를 회전시켜 추진력을 얻을 수 있게 된다. 방향전환은 중앙몸통부(12)에 대해 어미부(13)를 적정한 각도로 고정 또는 그 방향에서의 소정각도 범위의 회전운동을 시키고, 꼬리부(14)를 움직여 방향전환 회전력을 얻을 수 있다. 이때 중앙몸통부(12)에 대해 어미부(13)를 최대각도로 구부려 고정한 상태에서 꼬리부(14)를 구부러진 방향에서만 왕복 회전 즉, 꼬리부(14)치기 운동을 시킴으로써 후진도 가능해진다.

이와 같은 2개의 서보모터만을 이용하는 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 제어부(30)에는 제2관절드라이브(32)와, 제3관절드라이브(33)를 구비하여 제2관절부(52)와, 제3관절부(53) 즉, 2개의 서보모터를 제어할 수 있도록 한다. 즉, 도 4의 일실시예에 대비하여 도 7의 다른 실시예에서는 제1관절드라이브를 생략할 수 있다. 그외의 구성은 일실시예에서와 동일하게 구성할 수 있다. 마찬가지로 도 5의 구성은 도 6의 다른 실시예에서도 동일하게 적용될 수 있으며, 일실시 예에서 상세히 설명하였으므로 다른 실시예에서는 설명을 생략한다.

한편, 관람객의 동작에 반응하는 물고기 로봇을 제공할 수도 있다. 수족관 속에 투입되는 물고기 로봇과, 관객의 동작을 감지하여 상기 로봇 물고기의 제어부로 송신하는 관객동작 감지수단(도면에 미도시)이 더 설치되고,

상기 물고기 로봇의 제어부(30)는, 상기 관객동작 감지신호에 의거하여 미리 설정된 프로그램에 의해 랜덤 반응하거나, 임의의 포인트로 모여들거나, 멀어지거나 급가속 움직임 또는 임의의 포인트 배회 유영으로 제어하는 관객동작 반을모드를 프로그램에 의해 설정한 것을 포함한다.

관객동작 감지수단으로는, 수족관에 설치되는 터치센서나, 버튼, 깊이카메라, 근접센서 등이 될 수 있고, 광객동작 감지신호를 무선신호로 송신하면 무선송수신부(WIR)에서 수신하여 제어부(30)가 물고기 로봇의 움직임을 제어하는 방식이다.

또한, 관객동작 감지수단을 물고기 로봇의 몸체부에 설치하고(도면에 도시안됨), 제어부(30)가 상기 관객동작 감지수단의 감지신호에 의거하여 미리 정해진 움직임으로 물고기 로봇의 움직임을 제어하는 것을 특징으로 한다.

어수부(11)나, 중앙 몸통부(12)의 위쪽면 또는 지느러미에 설치할 수도 있다. 이는 터치센서나, 근접센서, 누름 센서 등등 관객이 손으로 만지거나 쓰다듬어주는 것을 감지하는 센서종류로 관객 동작감지수단을 설치할 수 있다. 관객이 직접 로봇 물고기의 터치센서를 만지거나 쓰다듬어주면 이를 감지하여 제어부(30)로 입력하고, 제어부(30)는 관객동작신호에 의거하여 미리 프로그램에 의해 설정된 움직임으로 제어한다. 즉, 머리를 만져주면 꼬리를 흔들거나, 도망치거나, 몸통을 흔들거나 등등으로 제어할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 의한 물고기 로봇은, 몸체부를 어수부, 중앙몸통부, 어미부 및 꼬리부로 나뉘어진 4개의 블록으로 분절 구성하고, 초소형 서보모터를 이용하고 힌지 연결되는 3개의 관절부로 회전가능하게 연결하며, 제어부에 의해 3개의 관절부의 서보모터를 제어하여 추진력을 얻어 물속에서 유영할 수 있는 로봇 물고기이다.

또한, 다른 실시예에서는 3개의 관절부 중 제1관절부는 서보모터 없이 힌지연결 구조로만 구성하여 어수부를 중앙몸통부에 결합하며, 제2,제3관절부는, 서보모터를 이용한 회전력을 힌지연결로 연결하여 회전가능하게 구성한 것이다.

또한, 본 발명은, 물고기 로봇의 급가속 전진력을 얻기 위한 추진기나, 후진력을 얻을 수 있는 추진기를 설치함으로써, 급속 전진 또는 후진이 가능하며, 후진 추진기와 관절부 제어를 조합하여 정지 유영도 가능하도록 한 것이다.

또한, 본 발명은 물고기 로봇의 부력장치로서, 모터에 의해 추를 움직이는 무게추 장치를 설치하거나, 펌프에 의해 물을 유입 및 배출시키는 밸러스트 탱크 방식의 부력장치를 설치하거나, 이들을 병합 설치하여 수심 진행방향 조절 및 유영 심도를 용이하게 조절할 수 있다.

또한, 본 발명은 부가적으로 카메라를 더 설치하여 물고기 로봇의 시야에 의한 촬영 영상을 제공할 수도 있고, 레이저발신기나 눈 점등, 물분수노즐 등의 이벤트 부가장치도 구비할 수 있다.

또한, 물고기 로봇 또는 수족관에 관객동작감지수단을 설치하고, 이 관객동작감지수단의 동작감지신호에 의거하여 제어부가 물고기 로봇의 움직임을 제어하여 관객동작에 반응하게 할 수 있다.

11 : 어수부 12 : 중앙몸통부
13 : 어미부 14 : 꼬리부
15 : 눈 16 : 레이저빔 발진기
17 : 입술 30 : 제어부
31 - 33 : 제1 - 제3 관절드라이버
34 - 37 : 센서 38 : 부력조절기
39 : 추진기 41 : 발광스위치
42 : 레이저빔 드라이버 43 : 물분수 드라이버
44 : CCD 카메라 45 : GPS 모듈
51 - 53 : 제1 - 제3 관절부
MOM : 메모리 WIR : 무선통신부
SPR : 물분수 노즐 DF, PF, AF : 지느러미
SCP : 역추진 스크류 펌프 BST : 급가속 부스터 펌프

Claims

물고기 형상의 몸체에 다수의 지느러미가 구비되고, 물속에서 유영이 가능하도록 이루어진 로봇 물고기에 있어서,
어수부(魚首部)(11)와, 중앙몸통부(12)와, 어미부(魚尾部)(13) 및 꼬리부(14)로 분절 구성되는 몸체부와;
상기 어수부(魚首部)(11)와 상기 중앙몸통부(12), 상기 중앙몸통부(12)와 상기 어미부(魚尾部)(13), 상기 어미부(13)와 상기 꼬리부(14)를 각각 회전 가능하게 결합시키는 제1,제2,제3관절부(51)(52)(53)와;
물고기 로봇의 유영을 제어하기 위한 유영 제어프로그램에 의거하여 상기 제1 내지 제3관절부(51 - 53)를 연동시켜 물고기 로봇의 유영을 제어하는 마이콤인 제어부(30)와;
원격 조종신호의 수신 및 데이터 입출력을 위한 무선통신부(WIR)와;
상기 제어부(30)의 제어프로그램과 데이터를 저장하기 위한 메모리부(MOM) 및 밧데리 전원장치와;
상기 몸체부 내에 설치되어 상기 제어부(30)의 제어에 의해 부력을 조절하는 부력 조절기(38)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 제1관절부(51)는,
상기 어수부(11)와 상기 중앙몸통부(12)를 힌지결합에 의해 회동가능하게 연결되고,
상기 제2관절부(52)는,
상기 어미부(13)내에 설치되는 서보모터(52a)와, 상기 서보모터(52a)의 회전력을 전달하는 회동링크(52b)와, 상기 회동링크(52b)에 회전가능하게 힌지결합되는 중앙몸통부의 연결링크(52c)로 구성되며,
상기 제3관절부(53)는,
상기 어미부(13)내에 설치되는 서보모터(53a)와, 상기 서보모터(53a)의 회전력을 전달하는 회동링크(53b)와, 상기 회동링크(53b)에 회전가능하게 힌지결합되는 꼬리부의 연결링크(53c)로 구성되는 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 제1관절부(51)는,
상기 어수부(11)와 상기 중앙몸통부(12)를 힌지결합에 의해 회동가능하게 연결하되고,
상기 제2관절부(52)는,
상기 중앙몸통부(12)내에 설치되는 서보모터와, 상기 서보모터의 회전력을 전달하는 회동링크와, 상기 회동링크에 회전가능하게 힌지결합되는 어미부의 연결링크로 구성되며,
상기 제3관절부(53)는,
상기 어미부(13)내에 설치되는 서보모터(53a)와, 상기 서보모터(53a)의 회전력을 전달하는 회동링크(53b)와, 상기 회동링크(53b)에 회전가능하게 힌지결합되는 꼬리부의 연결링크(53c)로 구성되는 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 제1관절부(51)는,
상기 어수부(11)와 상기 중앙몸통부(12)를 힌지결합에 의해 회동가능하게 연결하되고,
상기 제2관절부(52)는,
상기 어미부(13)내에 설치되는 서보모터(52a)와, 상기 서보모터(52a)의 회전력을 전달하는 회동링크(52b)와, 상기 회동링크(52b)에 회전가능하게 힌지결합되는 중앙몸통부의 연결링크(52c)로 구성되며,
상기 제3관절부(53)는,
상기 꼬리부(14)내에 설치되는 서보모터와, 상기 서보모터의 회전력을 전달하는 회동링크와, 상기 회동링크에 회전가능하게 힌지결합되는 어미부의 연결링크로 구성되는 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 제1관절부(51)는,
상기 어수부(11)와 상기 중앙몸통부(12)를 힌지결합에 의해 회동가능하게 연결하되고,
상기 제2관절부(52)는,
상기 중앙몸통부(12)내에 설치되는 서보모터와, 상기 서보모터의 회전력을 전달하는 회동링크와, 상기 회동링크에 회전가능하게 힌지결합되는 어미부의 연결링크로 구성되며,
상기 제3관절부(53)는,
상기 꼬리부(14)내에 설치되는 서보모터와, 상기 서보모터의 회전력을 전달하는 회동링크와, 상기 회동링크에 회전가능하게 힌지결합되는 어미부의 연결링크로 구성되는 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 부력조절기(38)는, 상기 중앙몸통부(12)의 내부 하측에서 중앙몸통부(12)의 길이방향으로 배열된 볼스크류와, 상기 제어부(30)의 제어신호에 따라 상기 볼스크류를 구동시키는 초소형 서보모터 및 상기 볼스크류에 치결합된 상태에서 초소형 서보모터의 회전방향에 따라 이동하는 적어도 2개 이상의 무게추로 이루어진 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 부력조절기(38)는, 상기 어수부(11) 내부에 설치되는 제1밸러스트탱크와, 상기 어미부(13) 내부에 설치되는 제2밸러스트탱크 및 상기 제어부(30)의 제어신호에 따라 상기 제1,2밸러스트탱크에 각각 물을 채우거나 빼는 밸러스트펌프로 이루어진 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부(30)에는 추진기(39)가 더 연결되되, 상기 추진기(39)는 급속추진기 혹은 역추진기 혹은 이들의 병행 설치되는 구조를 가지며;
상기 급속추진기는 어미부(13)의 하면 중심에 설치되는 부스터 펌프(BST)이고;
상기 역추진기는 중앙몸통부(12)의 하면 중심에 설치되는 스크류 펌프(SCP)인 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부(30)에는 눈(15)의 위쪽에 설치되는 초소형 CCD 카메라(44)가 더 연결되어 촬영된 영상이 실시간 전송되도록 구성된 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부(30)에는 물분수 드라이버(43)가 더 연결되고, 상기 물분수 드라이버(43)는 어구(魚口) 위쪽에 설치된 물분수노즐(SPR)의 개폐를 제어하여 주기적으로 물을 뿜도록 구성된 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 로봇 물고기의 몸체부에 관객 동작감지수단이 설치되고, 관객동작감지수단에 의해 검출되는 동작감지신호에 의거하여 상기 제어부(30)가 미리 설정된 움직임으로 물고기 로봇의 움직임을 제어하는 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 로봇 물고기이 투입되는 수족관에 관객 동작감지수단이 설치되고,
상기 관객동작감지수단에 의해 검출되는 동작감지신호를 물고기 로봇의 제어부가 수신받아 미리 설정된 움직임으로 물고기 로봇의 움직임을 제어하는 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.