KR20190116623A

KR20190116623A - 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론 및 이를 포함하는 로봇 스포츠용 볼

Info

Publication number: KR20190116623A
Application number: KR1020180039489A
Authority: KR
Inventors: 이범수; 김형래
Original assignee: 사단법인 캠틱종합기술원
Priority date: 2018-04-05
Filing date: 2018-04-05
Publication date: 2019-10-15
Also published as: KR102034187B1

Abstract

본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론은 지지부, 상기 지지부에 탈부착 가능하게 연결되는 센터 플레이트 및 상기 지지부와 상기 센터 플레이트의 연결 영역에 구비되는 프로펠러를 포함한다. 본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론 및 이를 포함하는 로봇 스포츠용 볼에 의하면 드론을 로봇 스포츠용 볼로부터 쉽게 분리하거나 장착할 수 있는 구조를 제시함으로써, 일반적인 드론과 로봇 스포츠용 볼의 두 가지 기능을 가능하게 할 수 있다. 또한, 로봇 스포츠 경기 중 로봇 스포츠용 볼 안에 구비된 드론의 이탈을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론 및 이를 포함하는 로봇 스포츠용 볼에 의하면 로봇 스포츠용 볼에 수용된 드론에 가해지는 충격을 최소화함으로써 드론의 손상이나 고장을 방지할 수 있게 된다.

Description

분리형 센터 플레이트를 구비한 드론 및 이를 포함하는 로봇 스포츠용 볼{DRONE WITH SEPARABLE CENTER-PLATE AND ROBOT SPORTS BALL INCLUDING THE SAME}

본 발명은 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론 및 이를 포함하는 로봇 스포츠용 볼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로봇 스포츠용 볼로부터 쉽게 분리가 가능한 구조를 제공하는 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론 및 이를 포함하는 로봇 스포츠용 볼에 관한 것이다.

무선으로 로봇 플레이어를 조종하여 축구, 야구, 복싱, 레이싱 등의 스포츠를 즐기는 로봇 스포츠가 오래전부터 개발되어 왔음에 불구하고 대중화가 이루어지지는 못했다. 대부분의 로봇 스포츠는 연구개발된 로봇의 성능을 평가하기 위한 것으로 개발 주체의 기술력을 겨루기 위한 것에 머무르는 경우가 많아서, 이를 스포츠라 칭하기에는 다소 부족한 면이 있었다.

무선으로 조종되는 로봇에는 지상에서 이루어지는 것이 대부분이지만, 최근에는 드론(drone)과 같이 공중에서 비행할 수 있는 무선 조종 비행체가 대중에게 보급되고 있다. 드론은 무선전파의 유도에 의하여 비행하는 비행기나 헬리콥터 형상의 비행체로, 군사용으로 탄생했지만 현재는 산업용, 레저용, 촬영용 등 다양한 목적으로 이용되고 있다.

종래에는 지상에서 조종되는 로봇을 이용하여 축구, 레이싱 등의 스포츠를 즐기는데 그쳤지만 드론을 이용하면 공간적 영역을 확장하여 새로운 컨셉의 스포츠를 고안할 수 있다. 하지만, 드론을 스포츠 플레이어로 이용한다 해도 경기용 볼(ball)을 필요로 하지 않는 레이싱과 같은 스포츠만 가능할 것이다. 이를 축구, 야구와 같은 구기 종목(ball game)에 응용하기 위해서는 자유로이 비행 가능하고 기류의 영향을 최소화하는 동시에 충격으로 인한 손상을 방지할 수 있는 로봇 스포츠용 볼이 개발되어야 한다.

한편, 로봇 스포츠용 볼에 수용되는 드론은 일반적인 드론의 구조 및 기능을 갖기 때문에 드론 자체만으로도 구동될 필요가 있다. 따라서, 로봇 스포츠용 볼로부터 분리되는 경우 독자적인 드론의 기능을 갖출 수 있는 구조, 다시 말해 로봇 스포츠용 볼로부터 용이하게 분리할 수 있는 구조가 필요하다.

하지만, 아직까지는 로봇 스포츠에 이용되면서 손상을 방지할 수 있는 로봇 스포츠용 볼뿐만 아니라 그로부터 분리 가능한 구조를 갖춘 드론에 대한 연구개발이 미진한 상태이다.

특허문헌1: 한국공개특허공보 제10-2016-0077935A (2016년 7월 04일 공개) 특허문헌2: 한국공개특허공보 제10-2013-0074844A (2013년 7월 05일 공개) 특허문헌3: 한국공개특허공보 제10-2010-0071748A (2010년 6월 29일 공개)

본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 공중에서 즐기는 로봇 스포츠에 이용되는 로봇 스포츠용 볼(ball)에 있어서, 로봇 스포츠용 볼로부터 용이하게 분리 가능한 구조를 제공하는 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론 및 이를 포함하는 로봇 스포츠용 볼을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 로봇 스포츠용 볼에 수용된 드론에 가해지는 충격을 최소화할 수 있는 구조와 형태를 지닌 로봇 스포츠용 볼 및 그에 수용된 드론을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론은 지지부; 상기 지지부에 탈부착 가능하게 연결되는 센터 플레이트; 및 상기 지지부와 상기 센터 플레이트의 연결 영역에 구비되는 프로펠러;를 포함한다.

그리고, 상기 지지부는, 원주 형상의 지지 프레임; 상기 지지 프레임으로부터 내측으로 돌출되어 상기 센터 플레이트와 결합하는 체결부; 상기 지지 프레임으로부터 내측으로 돌출되어 상기 센터 플레이트의 하단을 지지하는 캔틸레버;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 센터 플레이트는 판형 베이스 및 상기 판형 베이스로부터 연장되는 연장부;를 포함하고, 상기 연장부는 상기 지지부의 체결부와 결합함으로써 상기 센터 플레이트가 상기 지지부에 고정될 수 있다.

그리고, 상기 체결부는 상기 연장부가 삽입되는 수용홈을 구비하고, 상기 연장부가 상기 수용홈에 삽입된 상태에서 상기 프로펠러가 결합될 수 있다.

또한, 상기 수용홈은 상기 연장부의 끝단과 동일한 형상의 접촉부 및 상기 접촉부의 둘레를 따라 돌출된 고정부로 구성되고, 상기 연장부의 끝단이 상기 고정부에 걸림 고정되어 상기 센터 플레이트의 이탈을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 체결부는 상기 지지 프레임으로부터 소정의 경사각을 갖고 돌출되고, 상기 체결부의 끝단은 상기 캔틸레버의 끝단보다 상부에 위치할 수 있다.

또한, 상기 지지 프레임의 지름보다 작은 지름을 갖는 원주 형상의 보조 프레임;을 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로봇 스포츠용 볼은 상술한 드론 중 어느 하나의 드론 및 상기 지지부와 연결되는 구형 프레임;을 포함한다.

그리고, 상기 구형 프레임은 복수의 단위 프레임이 물리적으로 연결되고, 상기 단위 프레임은 5개의 단위체를 포함하며, 인접하는 단위체의 돌출부가 서로 연결됨으로써 각 폐곡선부의 중심을 꼭짓점으로 하는 오각형의 단위 프레임을 형성할 수 있다.

또한, 상기 돌출부는 중공(中空)의 파이프 형상으로 이루어지고, 상기 돌출부의 내부에 배치되어 인접하는 2개의 돌출부를 물리적으로 연결하는 연결 피스;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론 및 이를 포함하는 로봇 스포츠용 볼에 의하면 드론을 로봇 스포츠용 볼로부터 쉽게 분리함으로써 일반적인 드론과 로봇 스포츠용 볼의 두 가지 기능을 가능하게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론 및 이를 포함하는 로봇 스포츠용 볼에 의하면 로봇 스포츠용 볼에 수용된 드론에 가해지는 충격을 최소화함으로써 드론의 손상이나 고장을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론이 결합된 로봇 스포츠용 볼의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론이 분리된 로봇 스포츠용 볼의 사시도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론의 사시도이다.
도 3b는 본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론의 상면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론에서 프로펠러를 분해한 분해사시도이다.
도 5a는 지지대와 센터 플레이트가 연결된 상태의 상면도이다.
도 5b는 지지대와 센터 플레이트가 연결된 상태의 평면도이다.
도 5c는 지지대와 센터 플레이트가 연결된 상태의 사시도이다.
도 6a는 지지대와 센터 플레이트가 분리된 상태의 평면도이다.
도 6b는 지지대와 센터 플레이트가 분리된 상태의 사시도이다.
도 6c는 지지대와 센터 플레이트가 분리된 상태의 배면 사시도이다.
도 7은 센터 플레이트의 구조 및 형상을 나타내는 상면도이다.
도 8a는 지지부의 일부 영역을 확대한 상부 사시도이다.
도 8b는 지지부의 일부 영역을 확대한 하부 사시도이다.
도 9a는 지지부와 센터 플레이트의 결합 요소를 도시한 확대도이다.
도 9b는 지지부와 센터 플레이트가 결합된 상태의 모습의 확대도이다.
도 10a 및 10b는 센터 플레이트를 지지하는 캔틸레버의 확대도이다.
도 11은 드론과 로봇 스포츠용 볼을 분리한 도면이다.
도 12a는 본 발명에 따른 로봇 스포츠용 볼의 프레임을 도시한다.
도 12b는 본 발명에 따른 로봇 스포츠용 볼의 단위 프레임을 도시한다.
도 12c는 본 발명에 따른 로봇 스포츠용 볼의 단위 프레임을 도시한다.
도 12d는 본 발명에 따른 로봇 스포츠용 볼에서 하나의 단위 프레임을 분리한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 반송 로봇에 대해 상세히 설명한다. 아래에서 설명하는 실시예는 본 발명을 이해하기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 구조, 사용, 응용 방식을 한정하려는 의도를 갖지 않는다. 본 발명의 실시예에 대한 설명은 첨부된 도면과 연관되어 이해할 수 있고, 첨부된 도면은 본 발명에 대한 설명의 일부로 간주될 수 있다.

이하의 설명에 있어서 방향이나 지향성에 대한 언급은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 어떠한 방식으로도 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다. 위, 아래, 수평, 수직, 평행, 상측, 하측, 상부, 하부, 상방, 하방 등의 용어는 첨부된 도면에 보이는 방향을 참조하여 이해할 수 있을 것이다. 특히, 상기 용어들은 구체적인 지시가 없는 한 본 발명이 특정 방향으로 구성되거나 동작해야 함을 의미하지 않는다.

또한, 부착, 연결, 이음, 고정, 체결 등의 용어는, 별도의 언급이 없는 한 직접적으로 서로 연결된 상태를 의미하거나, 별개의 매개체를 통해 직간접적으로 상호 부착, 고정 또는 연결된 상태를 의미한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론 및 이를 포함하는 로봇 스포츠용 볼에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론이 결합된 로봇 스포츠용 볼의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론이 분리된 로봇 스포츠용 볼의 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 로봇 스포츠용 볼(100)은 구형 프레임(110)과 바텀 가드(120)가 골격을 이루고, 내부에 드론이 수용된다.

구형 프레임(110)은 본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론을 내부에 수용한다. 즉, 드론의 주위를 구 형상으로 커버하여, 스포츠 경기를 위한 공의 형태를 취한다.

내부에 수용된 드론에 의하여 로봇 스포츠용 볼(100)은 공중에서 자유로운 이동이 가능하고, 구형 프레임(110)은 다른 로봇 플레이어 혹은 장애물과 충돌하는 경우 충격을 완화하여 내부에 수용된 드론을 보호한다.

구형 프레임(110)은 수지재(resin material)로 이루어질 수 있지만 이에 한정되지 않으며, 외부 충격을 흡수하거나 분산시킬 수 있는 소재 혹은 적당한 탄성을 갖는 소재 등을 자유롭게 선택하여 제조할 수 있다.

구형 프레임(110)에 수용되는 드론은 로봇 스포츠용 볼(100)이 공중에서 자유롭게 비행하기 위한 수단으로, 통신부(미도시)를 통하여 무선 수신되는 제어 신호에 기초하여 공중에서의 이동이 제어될 수 있다.

본 발명에 따른 드론은 원주 형상의 지지부를 포함하며, 지지부는 드론과 구형 프레임(110)을 결합시킨다. 구체적으로, 드론의 원주 형상의 지지부는 공지된 다양한 방식의 체결 수단이 구비되며, 구형 프레임(110)에 적절한 방식으로 결합 고정된다. 한 예로, 드론의 지지부는 걸림부(미도시)와 고정부(미도시)를 구비하며, 걸림부(미도시)가 구형 프레임(110)에 구비된 홈부(미도시)에 삽입된 뒤 고정부(미도시)에 의하여 고정되는 방식으로 드론과 구형 프레임(110)이 결합될 수 있다. 또 다른 예로, 구형 프레임(110)을 구성하는 복수의 단위 프레임 중 일부 영역에 홈부가 구비되며, 드론의 지지부가 구형 프레임(110)의 홈부에 삽입되는 방식으로 드론과 구형 프레임(110)이 연결될 수 있다. 동일한 방식을 이용하여, 지지부를 포함하는 드론은 구형 프레임(110)으로부터 분리될 수 있다. 다만, 본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론은 지지부는 그대로 구형 프레임(110)에 결합된 상태에서 센터 플레이트만 분리되는 방식으로 독자적인 드론을 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 로봇 스포츠용 볼(100)은 도 1 및 2에 도시된 구성 외에 드론에 전력을 공급하는 전원부(미도시), 무선 통신을 수행하는 통신부(미도시) 및 무선 통신을 통해 수신된 제어 신호에 기초하여 드론의 동작을 제어하는 컨트롤러(미도시) 등 기타 구성을 더 포함할 수 있다.

도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇 스포츠용 볼(100)에 의하면, 탈부착이 용이하고 외부 충격에 강하기 때문에 공중 스포츠를 즐기기에 매우 적합하다.

도 3a는 본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론의 사시도이고, 도 3b는 본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론의 상면도이다.

도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론은 지지부(130), 센터 플레이트(140) 및 프로펠러(150a 내지 150d)를 포함한다.

지지부(130)는 지지 프레임(131), 체결부(133a 내지 133d) 및 캔틸레버(134a 내지 134d)로 이루어진다.

지지 프레임(131)은 원주 형상 혹은 링 형상을 취하며, 위에서 설명한 구형 프레임(110)에 내접한다. 지지 프레임(131)으로부터 내측으로 돌출된 체결부(133a 내지 133d)는 센터 플레이트(140)와 연결된다. 도면에는 4개의 체결부(133a 내지 133d)가 각각 90°의 간격을 두고 지지 프레임(131)에 구비되는 것으로 도시되었으나, 이보다 더 많은 수나 적은 수의 체결부가 구비되어도 무방하다. 그 경우, 각 체결부의 배치는 도면과 상이해질 수 있다. 한편, 일 실시예에서는 지지 프레임(141)보다 지름이 크거나 작은 보조 프레임(132)이 더 구비될 수도 있다. 보조 프레임(132)은 드론의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다.

지지 프레임(131)으로부터 내측으로 돌출된 캔틸레버(134a 내지 134d)는 센터 플레이트(140)의 하단을 지지하는 기능을 갖는다. 도면에는 4개의 캔틸레버(134a 내지 134d)가 각각 90°의 간격을 두고 지지 프레임(131)에 구비되는 것으로 도시되었으나, 이보다 더 많은 수나 적은 수의 캔틸레버가 구비되어도 무방하다. 그 경우, 각 캔틸레버의 배치는 도면과 상이해질 수 있다.

한편, 체결부(133a 내지 133d)와 캔틸레버(134a 내지 134d)는 교번하여 배치되는 것이 바람직하다. 이때, 도면에 도시된 바와 같이, 각각 4개의 체결부(133a 내지 133d)와 캔틸레버(134a 내지 134d)가 구비되는 경우에는, 체결부(133a 내지 133d)가 각각 90°의 간격을 두고 배치되고, 캔틸레버(134a 내지 134d)가 각각 90°의 간격을 두고 배치되므로, 인접하는 체결부(133a 내지 133d)와 캔틸레버(134a 내지 134d)는 서로 45°의 간격을 두고 배치될 수 있을 것이다. 다만, 이는 어디까지나 예시에 불과하고, 체결부(133a 내지 133d)와 캔틸레버(134a 내지 134d)의 개수가 상이한 경우에는 각 구성 사이의 간격이 달라질 수 있음은 당업자에 자명하다.

센터 플레이트(140)와 체결부(133a 내지 133d)의 연결 영역에는 프로펠러(150a 내지 150d)가 구비된다. 본 실시예에서는, 센터 플레이트(140)가 4개의 체결부(133a 내지 133d)와 연결되고, 각 연결 영역에 총 4개의 프로펠러(150a 내지 150d)가 구비된다.

도 4는 본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론에서 프로펠러를 분해한 분해사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 프로펠러(150a 내지 150d)는 몸체부(151a 내지 151d) 및 윙부(152a 내지 152d)로 이루어지고, 몸체부(151a 내지 151d)는 센터 플레이트(140)와 체결부(133a 내지 133d)의 연결 영역(EA)에 배치되고, 적절한 결합 수단(나사 결합 등)에 의하여 고정된다. 윙부(152a 내지 152d)는 몸체부(151a 내지 151d)에 회전 가능하게 결합된다. 몸체부(151a 내지 151d)는 컨트롤러(미도시)의 제어에 의하여 회전하는 로터를 구비하며, 로터에 의하여 윙부(152a 내지 152d)의 회전이 이루어진다.

도 5a 내지 5c는 지지대와 센터 플레이트가 연결된 상태를 도시하며, 도 6a 내지 6c는 지지대로부터 센터 플레이트가 분리된 상태를 도시한다. 구체적으로, 도 5a는 지지대와 센터 플레이트가 연결된 상태의 상면도이고, 도 5b는 지지대와 센터 플레이트가 연결된 상태의 평면도이며, 도 5c는 지지대와 센터 플레이트가 연결된 상태의 사시도이다. 도 6a는 지지대와 센터 플레이트가 분리된 상태의 평면도이고, 도 6b는 지지대와 센터 플레이트가 분리된 상태의 사시도이며, 도 6c는 지지대와 센터 플레이트가 분리된 상태의 배면 사시도이다. 그리고, 도 7은 센터 플레이트의 구조 및 형상을 나타내는 도면이다.

도 5a 내 5c, 도 6a 내지 6c 및 도 7에 도시된 바와 같이, 센터 플레이트(140)는 판형 베이스(141) 및 연장부(142a 내지 142d)로 구성된다.

연장부(142a 내지 142d)는 판형 베이스(141)로부터 돌출되어 연장되는 길이 방향의 부재이며, 연장부(142a 내지 142d)의 끝단부(판형 베이스(141)로부터 돌출되는 방향으로의 끝단)는 지지부(130)의 체결부(133a 내지 133d)와 연결된다. 따라서, 연장부(142a 내지 142d)의 개수는 체결부(133a 내지 133d)와 동일한 것이 바람직하다. 연장부(142a 내지 142d)와 체결부(133a 내지 133d)가 결합함에 따라 센터 플레이트(140)는 지지부(130)에 고정될 수 있다. 지지부(130)는 구형 프레임(110)과 연결되므로, 센터 플레이트(140), 지지부(130) 및 구형 프레임(110)이 일체화되어 로봇 스포츠용 볼(100)로 구현될 수 있다.

한편, 지지 프레임(131)으로부터 연장되는 체결부(133a 내지 133d)의 돌출 방향은 판형 베이스(141)로부터 연장되는 연장부(142a 내지 142d)의 연장 방향과 평행한 것이 바람직하다. 또한, 연장부(142a 내지 142d)의 개수는 체결부(133a 내지 133d)의 개수와 동일한 것이 바람직하다.

연장부(142a 내지 142d)와 체결부(133a 내지 133d)의 연결 영역에는, 앞서 설명한 바와 같이, 프로펠러(150a 내지 150d)가 연결되므로, 연장부(142a 내지 142d)의 끝단과 체결부(133a 내지 133d)의 끝단에는 프로펠러(150a 내지 150d)가 연결 고정되는 구성이 구비되는 것이 바람직하다. 도면에서는 연장부(142a 내지 142d)의 끝단과 체결부(133a 내지 133d)의 끝단에 프로펠러(150a 내지 150d)가 고정되기 위한 홀이 형성된 것으로 도시되었으나, 다른 실시예에서는 프로펠러(150a 내지 150d)의 연결을 위한 스크류 등의 체결 수단이 더 구비될 수도 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 연장부(142a 내지 142d)와 체결부(133a 내지 133d)는 점 연결을 이루기 때문에 수직 하중이 인가되는 경우 연장부(142a 내지 142d) 혹은 체결부(133a 내지 133d)가 휘거나 부러지는 등의 손상이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 캔틸레버(134a 내지 134d)는 센터 플레이트(140)의 판형 베이스(141)의 하면에 접촉하여 센터 플레이트(140)의 하단을 지지한다.

이하에서는 도 8a, 8b, 도 9a, 9b 및 도 10a, 10b를 참조하면서 위에서 설명한 결합 구조 및 각 구성의 형상/구조에 대한 구체적인 설명을 이어간다.

도 8a는 지지부의 일부 영역을 확대한 상부 사시도이고, 도 8b는 지지부의 일부 영역을 확대한 하부 사시도이다.

도 8a 및 8b에 도시된 바와 같이, 지지부(130)는 원주 형상의 지지 프레임(131)으로부터 내측으로 체결부(133a 내지 133d)와 캔틸레버(134a 내지 134d)가 돌출되어 있다. 이때, 체결부(133a 내지 133d)는 지지 프레임(131)과 수평으로 돌출될 수도 있지만, 도 8a 및 8b에 도시된 바와 같이, 지지 프레임(131)으로부터 소정의 경사각을 갖고 상승하는 방향으로 돌출된다. 반면, 캔틸레버(134a 내지 134d)는 지지 프레임(131)과 수평한 상태로 돌출되기 때문에, 자연스럽게 체결부(133a 내지 133d)의 끝단 위치가 캔틸레버(134a 내지 134d)의 끝단 위치보다 높아지게 된다.

이와 같은 구조는 센터 플레이트(140)의 삽입을 용이하게 한다. 사용자는 센터 플레이트(140)의 연장부(142a 내지 142d)를 체결부(133a 내지 133d)나 캔틸레버(134a 내지 134d)와 엇갈린 방향으로 삽입하여 적절한 위치에서 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 돌리는 것만으로 체결할 수 있다. 즉, 센터 플레이트(140)의 회전에 의해 캔틸레버(134a 내지 134d)는 센터 플레이트(140)의 하단을 지지하는 동시에 체결부(133a 내지 133d)와 연장부(142a 내지 142d)가 짝을 맞춰 연결될 수 있다.

도 9a는 지지부와 센터 플레이트의 결합 요소를 도시한 확대도이고, 도 9b는 지지부와 센터 플레이트가 결합된 상태의 모습을 도시한 확대도이다.

도 9a 및 9b에 도시된 바와 같이, 체결부(133a 내지 133d)는 연장부(142a 내지 142d)가 삽입되는 수용홈을 구비한다. 덧붙이자면, 연장부(142a 내지 142d)가 수용홈에 삽입된 뒤 프로펠러(150a 내지 150d)가 결합될 수 있다.

체결부(133a 내지 133d)의 끝단부에 구비된 홀(H)과 연장부(142a 내지 142d)의 끝단에 구비된 홀(H)은 프로펠러(150a 내지 150d)의 몸체부(151a 내지 151d)를 고정시키기 위한 고정 요소(나사 등)가 삽입될 수 있다.

도 9a에 도시된 바와 같이, 체결부(133a)의 수용홈은 접촉부(133a-1) 및 고정부(133a-2)에 의하여 이루어질 수 있다. 고정부(133a-2)는 접촉부(133a-1)의 둘레를 따라 돌출됨으로써 연장부(142a)가 삽입될 수 있는 공간을 형성한다.

도 9b에 도시된 바와 같이, 체결부(133a)의 수용홈에 연장부(142a)가 삽입되면, 연장부(142a)는 접촉부(133a-1)와 접촉된 상태에서 고정부(133a-2)가 연장부(142a)의 둘레를 감싼다. 연장부(142a)의 끝단이 고정부(133a-2)에 의하여 걸림 고정됨으로써 센터 플레이트(140)는 이탈이 방지된다.

이때, 수용홈을 이루는 접촉부(133a-1)의 형상은 연장부(142a)의 끝단과 동일한 형상을 이루는 것이 바람직하며, 이에 의하여 고정부(133a-2)는 연장부(142a)를 완전 밀착하여 고정하게 된다.

한편, 다른 실시예에서는 수용홈에 수용된 연장부(142a)의 이탈을 방지하기 위하여 수용홈을 커버하는 커버부(미도시)가 더 구비될 수 있다. 이는 힌지 구조나 슬라이드 구조를 갖는 것으로 구현될 수 있으며, 연장부(142a)가 삽입된 상태에서 수용홈을 커버하여 연장부(142a)를 상하좌우 방향에서 밀착 고정시킨다.

도 10a 및 10b는 센터 플레이트의 하단을 지지하는 캔틸레버의 모습을 도시한 확대도이다.

도 10a 및 10b에 도시된 바와 같이, 캔틸레버(134a)는 센터 플레이트(140)의 판형 베이스(141)를 밑에서 지지하는 기능을 가지며, 연장부(142a 내지 142d)가 체결부(133a 내지 133d)의 수용홈 내에 삽입된 상태에서 별다른 고정을 하지 않은 상태에서도 센터 플레이트(140)가 분리 혹은 탈락하지 않도록 한다. 따라서, 사용자는 센터 플레이트(140)가 움직이지 않는 상태에서 양손 자유롭게 연장부(142a 내지 142d)와 체결부(133a 내지 133d)를 연결 고정하거나, 프로펠러(150a 내지 150d)를 연결할 수 있게 된다.

한편, 로봇 경기 중에 연장부(142a 내지 142d)와 체결부(133a 내지 133d)의 연결 요소가 탈락하는 경우에도 캔틸레버(134a 내지 134d)가 센터 플레이트(140)의 판형 베이스(141)를 지지하고 있기 때문에 센터 플레이트(140)의 이탈을 방지할 수 있다. 또한, 로봇 경기 중에 드론의 상부로부터 압력이 가해지는 경우, 연장부(142a 내지 142d)와 체결부(133a 내지 133d)의 연결만으로는 연결 영역이 파손될 가능성이 있지만, 캔틸레버(134a 내지 134d)의 하단 지지로 인하여 연장부(142a 내지 142d)와 체결부(133a 내지 133d)의 파손을 방지할 수 있다.

도 11은 센터 플레이트가 분리된 뒤 프로펠러가 연결된 드론 및 로봇 스포츠용 볼을 나타내는 도면이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 센터 플레이트(140)가 지지부(130)로부터 분리된 후 프로펠러(150a 내지 150d)가 연결되면 독립적으로 기능하는 드론이 된다. 이때, 센터 플레이트(140)의 하부에는 배터리 등 드론을 작동시키는데 필요한 기본적인 구성이 장착될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론은 로봇 스포츠용 볼(100)에 쉽게 탈부착이 가능하며, 센터 플레이트가 연결된 상태에서는 로봇 스포츠용 볼(100)로 기능할 수 있고, 센터 플레이트가 분리된 상태에서는 독립적인 드론으로 기능할 수 있게 된다.

도 12a는 본 발명에 따른 로봇 스포츠용 볼의 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 12b는 본 발명에 따른 로봇 스포츠용 볼의 단위 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.

도 12a 및 12b에 도시된 바와 같이, 구형 프레임(110)은 복수의 단위 프레임(110s)이 유기적으로 연결되어 구체(救體)를 형성한다.

단위 프레임(110s)은 폐곡선부(111,112,113,114,115) 및 폐곡선부(111,112,113,114,115)로부터 외측 방향으로 돌출된 복수의 돌출부(111a 내지 111c, 112a 내지 111c, 113a 내지 113c, 114a 내지 114c, 115a 내지 115c)로 구성된 복수의 단위체(도 8의 (a)와 같은 구조)를 포함한다.

더욱 구체적으로, 제1 단위체는 1개의 폐곡선부(111)와 3개의 돌출부(111a,111b,111c)로 구성되고, 제2 단위체는 1개의 폐곡선부(112)와 3개의 돌출부(112a,112b,112c)로 구성되고, 제3 단위체는 1개의 폐곡선부(113)와 3개의 돌출부(113a,113b,113c)로 구성되고, 제4 단위체는 1개의 폐곡선부(114)와 3개의 돌출부(114a,114b,114c)로 구성되고, 제5 단위체는 1개의 폐곡선부(115)와 3개의 돌출부(115a,115b,115c)로 구성될 수 있다.

본 실시예에서는 총 5개의 단위체를 포함하는 단위 프레임(110s)을 상정하여 도시하였으나, 다른 실시예에서는 이보다 적거나 많은 수의 단위체를 포함하는 형태로 구현될 수 있다.

단위 프레임(110s)은 5개의 단위체의 돌출부(111a 내지 111c, 112a 내지 111c, 113a 내지 113c, 114a 내지 114c, 115a 내지 115c)가 연결/결합/부착됨으로써 폐곡선부(111,112,113,114,115)가 연결되는 것으로 설명되었지만, 이와 달리 5개의 폐곡선부(111,112,113,114,115)는 5개의 연결부(117)에 의하여 연결되는 것으로 설명될 수도 있다.

또한, 돌출부(111c 및 115c)는 하나의 연결부(117)로 구현되고, 돌출부(111b 및 112b)도 하나의 연결부(117)로 구현되고, 돌출부(112a 및 113a)도 하나의 연결부(117)로 구현되고, 돌출부(113c 및 114c)도 하나의 연결부(117)로 구현되고, 돌출부(114b 및 115b)도 하나의 연결부(117)로 구현되어도 무방하다.

이는 폐곡선부(111,112,113,114,115)의 사이를 잇는 구성을 2개의 구성 요소(2개의 돌출부)로 구현할 것인지 하나의 구성 요소(연결부(117))로 구현할 것인지의 차이일 뿐 기능적 혹은 형상적으로 달라지는 점은 없다.

각 돌출부(111a 내지 111c, 112a 내지 111c, 113a 내지 113c, 114a 내지 114c, 115a 내지 115c) 또는 연결부(117)는 폐곡선부(111,112,113,114,115)로부터 동일한 각도(θ)로 바깥 방향으로 돌출될 수 있다. 즉, 각 돌출부(111a 내지 111c, 112a 내지 111c, 113a 내지 113c, 114a 내지 114c, 115a 내지 115c) 또는 연결부(117) 사이의 각도(θ)는 동일할 수 있다.

또한, 상기 각도(θ)는 폐곡선부(111,112,113,114,115)로부터 돌출된 돌출부의 개수에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 12b와 같이 각 폐곡선부(111,112,113,114,115)마다 3개의 돌출부(111a 내지 111c, 112a 내지 111c, 113a 내지 113c, 114a 내지 114c, 115a 내지 115c)가 존재하는 경우, 상기 각도(θ)는 360/3=120°일 수 있지만, 이와 달리 4개의 돌출부가 존재하는 경우에는 상기 각도(θ)가 360/4=90°로 정의될 수 있다.

다만, 본 발명에 따른 로봇 스포츠용 볼(100)의 단위 프레임(110s)은 총 5개의 폐곡선부(111,112,113,114,115)를 포함한다.

각각의 폐곡선부(111,112,113,114,115)가 각각 3개의 돌출부(111a 내지 111c, 112a 내지 111c, 113a 내지 113c, 114a 내지 114c, 115a 내지 115c)를 가지며, 각 돌출부(111a 내지 111c, 112a 내지 111c, 113a 내지 113c, 114a 내지 114c, 115a 내지 115c)는 서로 120°의 간격을 두며 외측으로 돌출되는 것이 바람직하다. 이 경우, 단위 프레임(110s)은 각 폐곡선부의 중심을 꼭짓점으로 하는 오각 형상을 취하게 된다. 로봇 스포츠용 볼(100)의 단위 프레임(110s)은 볼록한 형상을 취하기 때문에 단위 프레임(110s)이 서로 결합되어 구체(救體)의 구형 프레임(110)을 형성할 수 있게 된다.

도 12c는 본 발명에 따른 로봇 스포츠용 볼에서 하나의 단위 프레임을 제거한 분해도이다. 도 12d는 본 발명에 따른 로봇 스포츠용 볼에서 하나의 단위 프레임을 분리시하여 도시한 도면이다.

도 12c 및 12d에 도시된 바와 같이, 각각의 단위 프레임(110s)은 연결 피스(118)에 의하여 연결될 수 있다.

구체적으로, 단위 프레임(110s)으로부터 외측을 향하여 돌출된 돌출부는 중공(中空)의 파이프 형상으로 이루어질 수 있다. 돌출부의 내부에는 연결 피스(118)가 배치되고, 인접하는 단위 프레임(110s)에 구비된 돌출부의 내부로 삽입/연결됨으로써, 각 단위 프레임(110s)이 물리적으로 연결될 수 있다.

단위 프레임(110s)이 탄성을 갖는 수지재로 이루어지는 것과 달리 연결 피스(118)는 강성이 뛰어난 탄소재(carbon material)나 금속재(metal material)로 이루어질 수 있다 이는 단위 프레임(110s)을 연결하는 연결부위의 내구성을 향상시킨다.

본 발명에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론 및 이를 포함하는 로봇 스포츠용 볼에 의하면 드론을 로봇 스포츠용 볼로부터 쉽게 분리하거나 장착할 수 있는 구조를 제시함으로써, 일반적인 드론과 로봇 스포츠용 볼의 두 가지 기능을 가능하게 할 수 있다. 또한, 로봇 스포츠 경기 중 로봇 스포츠용 볼 안에 구비된 드론의 이탈을 방지할 수 있다.

상술한 설명과 첨부된 도면은 본 발명의 가능한 실시예를 보여주고 있지만, 본 발명의 권리범위는 오로지 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다. 즉, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위나 사상으로부터 벗어나지 않는 한 다양한 부가, 변형 및 대체가 이루어질 수 있고, 다른 특정 형태, 구조, 배치, 성분, 크기로 구현되거나, 기타 요소, 물질, 부품과 함께 구현될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 기본적인 원리를 벗어나지 않으면서 특정 환경이나 동작 조건에 적응될 수 있을 것이며, 이는 당업자에 자명할 것이다.

100 : 로봇 스포츠용 볼 110 : 구형 프레임
120 : 바텀 가드 130 : 지지부
131 : 지지 프레임 132 : 보조 프레임
140 : 센터 플레이트 150a 내지 150d : 프로펠러

Claims

지지부;
상기 지지부에 탈부착 가능하게 연결되는 센터 플레이트; 및
상기 지지부와 상기 센터 플레이트의 연결 영역에 구비되는 프로펠러;를 포함하는, 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론.
제1항에 있어서,
상기 지지부는,
원주 형상의 지지 프레임;
상기 지지 프레임으로부터 내측으로 돌출되어 상기 센터 플레이트와 연결되는 체결부; 및
상기 지지 프레임으로부터 내측으로 돌출되어 상기 센터 플레이트의 하단을 지지하는 캔틸레버;를 포함하는, 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론.
제2항에 있어서,
상기 센터 플레이트는 판형 베이스 및 상기 판형 베이스로부터 연장되는 연장부;를 포함하고, 상기 연장부는 상기 지지부의 체결부와 결합함으로써 상기 센터 플레이트가 상기 지지부에 고정되는, 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론.
제3항에 있어서,
상기 체결부는 상기 연장부가 삽입되는 수용홈을 구비하고, 상기 연장부가 상기 수용홈에 삽입된 상태에서 상기 프로펠러가 결합되는, 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론.
제4항에 있어서,
상기 수용홈은 상기 연장부의 끝단과 동일한 형상으로 이루어진 접촉부 및 상기 접촉부의 둘레를 따라 돌출된 고정부로 구성되고, 상기 연장부의 끝단이 상기 고정부에 걸림 고정되어 상기 센터 플레이트의 이탈이 방지되는, 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론.
제2항에 있어서,
상기 체결부는 상기 지지 프레임으로부터 소정의 경사각을 갖고 돌출되고, 상기 체결부의 끝단이 상기 캔틸레버의 끝단보다 상부에 위치하는, 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론.
제2항에 있어서,
상기 지지 프레임의 지름보다 작은 지름을 갖는 원주 형상의 보조 프레임;을 더 포함하는, 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 분리형 센터 플레이트를 구비한 드론; 및
상기 지지부와 연결되는 구형 프레임;을 포함하는 로봇 스포츠용 볼.
제8항에 있어서,
상기 구형 프레임은 복수의 단위 프레임이 물리적으로 연결되고, 상기 단위 프레임은 5개의 단위체를 포함하며, 인접하는 단위체의 돌출부가 서로 연결됨으로써 각 폐곡선부의 중심을 꼭짓점으로 하는 오각형의 단위 프레임을 형성하는, 로봇 스포츠용 볼.
제9항에 있어서,
상기 돌출부는 중공(中空)의 파이프 형상으로 이루어지고, 상기 돌출부의 내부에 배치되어 인접하는 2개의 돌출부를 물리적으로 연결하는 연결 피스;를 더 포함하는, 로봇 스포츠용 볼.