KR20200050122A - Robot fish - Google Patents

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KR20200050122A
KR20200050122A KR1020180132698A KR20180132698A KR20200050122A KR 20200050122 A KR20200050122 A KR 20200050122A KR 1020180132698 A KR1020180132698 A KR 1020180132698A KR 20180132698 A KR20180132698 A KR 20180132698A KR 20200050122 A KR20200050122 A KR 20200050122A
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robot fish
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fish
coupling
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KR1020180132698A
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오용주
유지경
정경철
김지훈
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(주)아이로
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Abstract

The present invention relates to a robot fish. The robot fish, wherein a body unit of the robot fish is composed of a plurality of segments and a joint unit is formed between the segments, comprises: a first coupling in which the joint unit is fixed to a motor shaft; and a second coupling wherein a power transmission shaft is formed on the lower surface and which is coupled to a load side. The first coupling and the second coupling form a recess unit and a protrusion unit on surfaces facing and coming in contact with each other. The second coupling is elastically supported by a spring. Therefore, if high torque is applied, a slip occurs while the protrusion unit is disengaged from the recess unit, and thus the high torque is prevented from being applied to a gear unit of a motor. Thus, the motor can be protected from high torque loads which are applied by rotational inertia.

Description

로봇물고기{Robot fish}Robot Fish

본 발명은 로봇물고기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 관절부에 메탈 기어 서보모터를 적용하는 경우에 고 토크 부하에 의한 기어 파손 문제점을 해결하기 위한 고토크 파손방지 동력전달장치를 구비한 로봇 물고기에 관한 것이다.The present invention relates to a robot fish, and more particularly, to a robot fish having a high torque damage preventing power transmission device for solving a gear damage problem due to a high torque load when a metal gear servomotor is applied to a joint. will be.

수족관에 관상용 물고기들을 기르는 것은 수초나 물갈이, 먹이 주기 등 세심한 관리가 필요하고 여러 측면에서 유지 비용이 많이 들어 갈 수 있다. 관상용 물고기 중에는 대단히 비싼 물고기도 있고, 거래가 금지된 멸종 어종이거나 희귀 어종이어서 물고기 자체를 입수하지 못할 수도 있다.Growing ornamental fish in an aquarium requires careful management, such as aquatic plants, water change and feeding, and can be costly to maintain in many ways. Some ornamental fish are very expensive, and they may not be available because they are either endangered or rare fish banned from trading.

최근에는 실제 물고기의 움직임을 모방할 수 있는 로봇 물고기들을 실제 물고기와 함께 수족관에 넣어 전시하거나, 또는 수족관에 로봇 물고기만을 넣어 전시하는 경우도 종종 있다. 예를 들어, 포식성 어종을 로봇 물고기로 대체하면 먹이를 끊임없이 공급하여야 할 필요가 없어지고, 멸종된 어종을 로봇 물고기로 재현하여 교육용으로 전시할 수도 있다.Recently, robot fishes that can mimic the movement of real fishes are often put in an aquarium together with real fishes, or robot fishes are only displayed in aquariums. For example, replacing a predatory fish with a robot fish eliminates the need to constantly supply food, and extinct fish can be reproduced as a robot fish and displayed for educational purposes.

현재의 로봇 물고기들은 지느러미나 몸통은 실제 물고기와 유사하게 움직일 수는 있도록 개발되고 있다.Current robotic fish are being developed so that their fins and torso can move similar to real fish.

이러한 로봇 물고기의 잠수나 상승 유영을 위해서는, 로봇 물고기의 관절부에 서보모터를 설치하고 서보모터의 회전력을 관절 링크에 전달하여 분절된 몸체를 좌우로 회동시켜 추진력을 발생시키도록 구성된다.In order to dive or swim of the robot fish, a servo motor is installed in the joint portion of the robot fish, and the rotational force of the servo motor is transmitted to the joint link to rotate the segmented body from side to side to generate propulsion.

관절부의 링크 연결구조는, 좌우로 일정각도씩 왕복 유동시킬 수 있는 구조로 결합 구성되며, 일측 방향으로 회전한 후 다시 반대방향으로 회전시켜 좌우로 흔들면서 추진력을 발생시키게 된다.The link connection structure of the joint part is composed of a structure capable of reciprocating flow at a constant angle from side to side, and rotates in one direction and then rotates in the opposite direction again to shake from side to side to generate propulsive force.

그런데, 물속에서 물고기 형상의 몸체부가 좌우로 흔들리기 때문에 물속에서의 관성이 매우 크게 작용된다. 이에 따라 좌우측 끝에서 반대방향으로 회전력을 발생시킬때 관성에 의해 고토크가 발생되고, 고 토크 발생으로 인해 모터의 기어 파손의 문제점이 대두된다.However, since the fish-shaped body portion is shaken from side to side in the water, inertia in the water is very large. Accordingly, when generating the rotational force from the left and right ends in the opposite direction, high torque is generated by the inertia, and the problem of gear breakage of the motor arises due to the occurrence of high torque.

대한민국 특허 등록번호 제10-1268239호(2013.05.21.) '로봇 물고기 및 로봇 물고기 충전기'Republic of Korea Patent Registration No. 10-1268239 (2013.05.21.) 'Robot Fish and Robot Fish Charger' 대한민국 특허 등록번호 제10-1329064호(2013.11.07.) '가스 충전 로봇 물고기'Republic of Korea Patent Registration No. 10-1329064 (2013.11.07.) 'Gas filling robot fish' 대한민국 특허 등록번호 제10-1744642호(2017.06.01.) '로봇 물고기'Republic of Korea Patent Registration No. 10-1744642 (2017.06.01.) 'Robot Fish'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 모터의 기어부 파손을 방지할 수 있도록 고토크의 부하가 걸리게 되면 동력전달 구조에서 미끄러짐이 발생되면서 모터의 기어부에 가해지는 고토크를 차단시킴으로써 모터의 파손을 방지함과 아울러 모터의 회전력을 원활하게 링크연결부로 전달시킬 수 있도록 한 로봇 물고기를 제공하기 위한 것이다.The present invention was created to solve this problem in consideration of various problems in the prior art as described above, and when a high torque load is applied to prevent damage to the gear portion of the motor, slip occurs in the power transmission structure and the gear of the motor is generated. It is to provide a robot fish that prevents damage to the motor by blocking high torque applied to the part, and also allows the rotational force of the motor to be smoothly transmitted to the link connection part.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로,The present invention is a means for achieving the above object,

본 발명은 어수(魚首)를 포함하는 제1분절부와, 어수와 어미 사이의 몸통 일부에 해당하며 회전유영시 기준점을 제공하는 제2분절부와, 어미(魚尾)를 포함하는 제3분절부로 분절되고; 상기 제1분절부와 제2분절부는 메인관절부에 의해 힌지고정되어 상호 회전유동 가능하게 조립되며, 상기 제2분절부와 제3분절부는 서브관절부에 의해 힌지고정되어 상호 회전유동 가능하게 조립된 로봇물고기로서,The present invention corresponds to a first segment containing fish water (魚 首), a second segment that corresponds to a part of the body between the fish water and the mother, and provides a reference point when swimming, and a third segment including a mother fish (魚尾) Segmented into wealth; The first segment part and the second segment part are hinged and fixed by the main joint part and are assembled to be rotatable with each other, and the second segment part and the third segment part are hinged and fixed by the sub-joint part and assembled to be rotatable with each other. As a fish,

상기 제1,2모터는 콘트롤러에 의해 제어되는 서보모터 혹은 기어드모터로 구성되며,The first and second motors are composed of a servo motor or a geared motor controlled by a controller,

제1,2모터의 모터축(MOT)에 디스크형상의 제1커플링(CPL)을 끼워 나사결합하고, 제1커플링(CPL)의 하부면에는 다수의 요철을 형성하며, 상기 제1커플링의 하부에는 상기 제1커플링(CPL)의 하부 요철면에 대응 접촉되는 요철부가 상면에 형성된 제2커플링이 승하강 가능하게 설치되며, 상기 제2커플링의 하면에는 동력전달축이 형성되며, 동력전달축에 결합된 스프링이 브라켓에 의해 지지되어 상기 제2커플링을 상기 제1커플링 방향으로 탄력지지하도록 설치되고, 상기 브라켓의 하부로 인출된 동력전달축에 관절 연결부가 형성된 것을 특징으로 한다.The first and second motor shafts of the first and second motors (CPL) are screwed into the motor shaft (MOT) of the first and second motors, and a plurality of irregularities are formed on the lower surface of the first coupling (CPL). A second coupling formed on the upper surface of the first coupling (CPL) corresponding to the uneven surface of the first coupling (CPL) is installed to be able to move up and down, and a power transmission shaft is formed on the lower surface of the second coupling. And, the spring coupled to the power transmission shaft is supported by the bracket is installed to elastically support the second coupling in the first coupling direction, the joint connection is formed on the power transmission shaft withdrawn to the lower portion of the bracket It is characterized by.

또한, 상기 제2커플링의 일측면에는 센서바가 돌출형성되며, 제2커플링의 회전에 의해 센서바가 리미트 스위치를 작동시키도록 설치되되, 리미트스위치는, 관절부의 좌우 회전 중간위치를 검출할 수 있는 위치에 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, a sensor bar is protrudingly formed on one side of the second coupling, and the sensor bar is installed to operate the limit switch by rotation of the second coupling, but the limit switch can detect an intermediate position of left and right rotation of the joint. It is characterized in that it is installed in a location.

또한, 상기 제1,2,3분절부는 플렉시블한 스킨이 씌워져 보호되는 것에도 그 특징이 있다.In addition, the first, second, and third segments are also characterized by being covered with a flexible skin.

또한, 상기 스킨은 제1수평부와, 상기 제1수평부로부터 경사 연장된 제1경사부와, 상기 제1경사부로부터 다시 일정길이 경사연장되면서 유영시 신축변형되는 경사변형부와, 상기 경사변형부의 단부로부터 단차지게 경사연장된 제2경사부와, 상기 제2경사부로부터 수평연장된 제2수평부로 이루어지며, 이 구조가 연속적으로 반복되게 구성된 것에도 그 특징이 있다.In addition, the skin includes a first horizontal portion, a first inclined portion extending inclined from the first horizontal portion, an inclined deformation portion that is elastically deformed when swimming while being inclined and extended by a predetermined length from the first inclined portion, and the inclined portion It is composed of a second inclined portion gradually extended from the end of the deformed portion and a second horizontal portion extended horizontally from the second inclined portion, and this structure is also characterized in that it is configured to be continuously repeated.

또한, 상기 스킨에는 OLED 또는 LED가 더 설치되고, 콘트롤러와 연결되어 제어신호에 따라 색상을 달리 구현하여 시간에 따라 색상 변화가 이루어진 카멜레온형으로 구현된 것에도 그 특징이 있다.In addition, the skin is further equipped with an OLED or an LED, and is connected to a controller to implement colors differently according to a control signal, and thus has a feature that is implemented in a chameleon type in which color changes over time.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, the following effects can be obtained.

첫째, 이중 오링 압착구조를 통해 방수성과 내구성을 높일 수 있다.First, it is possible to increase waterproofness and durability through a double O-ring compression structure.

둘째, 스킨을 형성하여 관절부를 밀폐하므로 관절부 걸림 현상을 방지하여 원활한 잠수유영을 구현할 수 있다.Second, by forming a skin to seal the joints, it is possible to implement a smooth diving swim by preventing the joints from jamming.

세째, 스킨에 다양한 색상이 발현되게 하여 카멜레온 물고기 로봇을 구현할 수 있어 재미와 오락성 및 다양한 볼거리를 제공한다.Third, it is possible to implement a chameleon fish robot by allowing various colors to appear on the skin, providing fun, entertainment, and various attractions.

네째, 몸통 부분에서 위쪽으로 물의 흐름을 유발시켜 잠수가 용이하다.Fourth, it is easy to dive by causing water flow upward from the body.

다섯째, 회전 잠수 유영을 구현하여 한정된 공간에서도 잠수가 가능케 함으로써 기울기와 추진에 의한 유영과 센서에 의한 회피동작만으로 이루어진 단순 잠수 유영시 외벽에 부딪히는 문제를 해결할 수 있다.Fifth, by implementing a rotating diving swim, it is possible to dive in a limited space, thereby solving the problem of hitting the outer wall during a simple diving swim consisting only of a swim by tilt and propulsion and an evasive action by a sensor.

여섯째, 잠수가능한 최대깊이를 설정하여 최대 잠수깊이에서 일정높이까지 유영범위를 한정하여 원하는 높이에서 원할하게 유영할 수 있다.Sixth, by setting the maximum submersible depth, it is possible to swim smoothly at a desired height by limiting the swimming range from the maximum diving depth to a certain height.

일곱째, 맥동을 이용하여 장애물 회피 능력을 증대시키고 끼임 발생시 쉽게 빠져나올 수 있다.Seventh, it is possible to increase obstacle avoidance by using pulsation and easily escape when a pinch occurs.

여덟째, 부력 조절 기능을 이중으로 구현하여 부력을 미세하게 조절할 수 있어 부드럽고 원활한 유영을 구현할 수 있다.Eighth, the buoyancy control function can be implemented in double to finely adjust the buoyancy, so that smooth and smooth swimming can be realized.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇물고기의 예시적인 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇물고기의 예시적인 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇물고기의 관절부 구조를 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇물고기의 관절부를 구성하는 모터의 방수구조를 보인 예시적인 요부 발췌 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇물고기의 관절부를 구성하는 모터의 다른 예를 보인 예시도이다.
도 6의 (가) 및 (나)는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇물고기의 관절부를 구성하는 모터의 고토크 파손 방지 구조 설명도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇물고기의 관절부 회전제어 방법 설명도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇물고기의 부력조절유닛이 설치된 예를 보인 예시도이다.
도 9는 도 8의 부력조절유닛의 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇물고기의 방수구조를 설명하는 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇물고기의 제어구성을 보인 예시적인 구성 블럭도이다.
도 12는 도 11의 구성이 적용된 예를 보인 로봇물고기의 예시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇물고기의 스킨 구조를 보인 예시도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇물고기의 관절구조를 보인 예시도이다.
1 is an exemplary side view of a robot fish according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary plan view of a robot fish according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view showing a structure of a joint portion of a robot fish according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of an exemplary main portion showing a waterproof structure of a motor constituting a joint portion of a robot fish according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary view showing another example of a motor constituting a joint portion of a robot fish according to an embodiment of the present invention.
6A and 6B are explanatory views of a structure for preventing high torque damage of a motor constituting a joint portion of a robot fish according to an embodiment of the present invention.
7 is an explanatory diagram of a method for controlling joint rotation of a robot fish according to an embodiment of the present invention.
8 is an exemplary view showing an example in which a buoyancy control unit of a robot fish according to an embodiment of the present invention is installed.
9 is an exemplary view of the buoyancy control unit of FIG. 8.
10 is an exemplary view illustrating a waterproof structure of a robot fish according to an embodiment of the present invention.
11 is an exemplary configuration block diagram showing a control configuration of a robot fish according to an embodiment of the present invention.
12 is an exemplary view of a robot fish showing an example to which the configuration of FIG. 11 is applied.
13 is an exemplary view showing a skin structure of a robot fish according to an embodiment of the present invention.
14 is an exemplary view showing a joint structure of a robot fish according to another embodiment of the present invention.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

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.Prior to the description of the present invention, the following specific structures or functional descriptions are merely exemplified for the purpose of illustrating the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention may be implemented in various forms, It should not be construed as being limited to the embodiments described herein.

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.In addition, embodiments according to the concept of the present invention can be applied to various changes and may have various forms, so specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail herein. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to a specific disclosure form, and it should be understood that it includes all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇물고기는 다수의 관절부로 이루어지고, 각 관절부는 힌지결합되어 초소형 서보모터에 의해 회전가능하게 구성된다.1 and 2, the robot fish according to the present invention is composed of a plurality of joints, and each joint is hinged and configured to be rotatable by an ultra-small servo motor.

즉, 본 발명에 따른 로봇물고기는 급격한 방향전환과 급가속 기능을 구현하기 위해 기본적으로 어수(魚首)를 포함하는 제1분절부(110)와, 어수와 어미 사이의 몸통 일부에 해당하며 회전유영시 기준점을 제공하는 제2분절부(120)와, 어미(魚尾)를 포함하는 제3분절부(130)로 분절되고, 이들은 모두 관절로 연결되어 서로 결합된 각 상대물에 대해 회전유동할 수 있게 구성된다.That is, the robot fish according to the present invention basically corresponds to the first segment 110 including fish water (어) and a part of the body between the fish water and the mother's body to implement abrupt direction change and rapid acceleration. It is divided into a second segment part 120 that provides a reference point when swimming, and a third segment part 130 that includes a mother, which are all connected by joints to rotate and flow with respect to each other coupled to each other. Can be configured.

이때, 상기 제1분절부(110)와 제2분절부(120)는 메인관절부(210)에 의해 힌지고정되어 상호 회전유동 가능하게 조립되며, 상기 제2분절부(120)와 제3분절부(130)는 서브관절부(220)에 의해 힌지고정되어 상호 회전유동 가능하게 조립된다.At this time, the first segment portion 110 and the second segment portion 120 are hinged and fixed by the main joint portion 210 and are assembled to be rotatable with each other, and the second segment portion 120 and the third segment portion The 130 is hinged and fixed by the sub-joint part 220 and assembled to rotate and flow.

덧붙여, 상기 제3분절부(130)는 다시 테일링크(LNK)를 통해 테일분절부(TAL)로 분리될 수 있으며, 이때 테일링크(LNK)는 단순 힌지식 링크로 이루어질 수 있고, 테일분절부(TAL)는 지느러미에 적용되는 소재처럼 부드러운 실리콘 소재로 제조하여 제3분절부(130)가 유동될 때 그에 추종하면서 후속적으로 흐느적거리는 형태로 유동케 하여 자연스러운 유영이 보여질 수 있도록 구성될 수 있다.In addition, the third segment 130 may be separated into a tail segment (TAL) through the tail link (LNK) again, wherein the tail link (LNK) may be made of a simple hinged link, and the tail segment (TAL) is made of a soft silicone material, such as the material applied to the fins, so that when the third segment 130 flows, it can be configured to flow in a swaying form following it, so that a natural streamer can be seen. have.

보통, 상기 메인관절부(210)와 서브관절부(220)는 공지된 서보모터를 이용하여 관절 운동할 수 있도록 구성된 것이 일반적이다.Usually, the main joint part 210 and the sub-joint part 220 are generally configured to be capable of joint movement using a known servomotor.

때문에, 이하에서 특별히 설명되지 않은 구성은 당해 분야에서 통상적으로 적용하고 있는 구조를 그대로 채용하고 있다고 보면 되며, 관절에 대한 설명은 후술한다.Therefore, a configuration not specifically described below may be considered as employing a structure that is conventionally applied in the art, and the description of the joint will be described later.

아울러, 로봇물고기의 등 부분에는 상기 제1분절부(110)에서 상기 제2분절부(120)에 걸쳐 등지느러미(Dorsal Fin)(140)가 형성되는데, 상기 등지느러미(140)는 방향을 유지하기 위한 것으로 실리콘으로 제조됨이 바람직하다.In addition, a dorsal fin 140 is formed from the first segment 110 to the second segment 120 on the back portion of the robotic fish, and the dorsal fin 140 maintains direction It is preferably made of silicone for the purpose of doing so.

또한, 로봇물고기의 배 부분중 제1분절부(110)의 하부 양측에는 한 쌍의 배지느러미(Pelvic Fin)(150)가 형성되는데, 상기 배지느러미(150)는 위아래 흔들림을 방지하여 균형(평형)을 유지하기 위한 것으로 이또한 실리콘으로 제조됨이 바람직하다.In addition, a pair of discharge fins (Pelvic Fin) 150 is formed on both lower sides of the first segment portion 110 of the belly portion of the robot fish, and the discharge fin 150 prevents shaking up and down to balance (equilibrium It is preferably made of silicone as well as to keep).

뿐만 아니라, 로봇물고기의 꼬리에 가까운 제2분절부(120)의 하부 양측에는 한 쌍의 뒷지느러미(Anal Fin)(160)가 형성되는데, 상기 뒷지느러미(160)는 회전을 방지하여 수직상태를 유지하기 위한 것으로 이또한 실리콘으로 제조됨이 바람직하다.In addition, a pair of anal fins 160 is formed on both lower sides of the second segment 120 close to the tail of the robotic fish, and the rear fins 160 prevent rotation, thereby maintaining a vertical state. For maintenance purposes, it is also preferably made of silicone.

아울러, 상기 제1분절부(110)의 내부에는 마이크로프로세서 형태의 콘트롤러(300)가 탑재되는데, 상기 콘트롤러(300)는 수밀 구조를 이루어 물속에서 로봇물고기가 유영하더라도 침수되지 않도록 구성된다.In addition, a controller 300 in the form of a microprocessor is mounted inside the first segment 110, and the controller 300 is configured to be watertight so that it is not flooded even when the robot fish swims in the water.

또한, 상기 콘트롤러(300)와 함께 동일한 수밀 구조를 이루면서 배터리(310)가 탑재되어 전원을 공급할 수 있도록 구성된다.In addition, while forming the same watertight structure with the controller 300, the battery 310 is mounted to be configured to supply power.

한편, 본 발명에 따른 일 실시예에서는 도 3의 예시와 같이, 상기 메인관절부(210)와 서브관절부(220)가 초소형 서보모터에 의해 움직일 수 있도록 구성되는데, 상기 초소형 서보모터는 상기 메인관절부(210)를 관절운동시키는 제1모터(212)와, 상기 서브관절부(220)를 관절운동시키는 제2모터(222)로 이루어진다.On the other hand, in one embodiment according to the present invention, as shown in the example of Figure 3, the main joint 210 and the sub-joint portion 220 is configured to be moved by an ultra-small servo motor, the ultra-small servo motor is the main joint ( It consists of a first motor 212 for joint movement 210, and a second motor 222 for joint movement of the sub-joint portion 220.

이때, 상기 메인관절부(210)는 회전유동할 수 있는 구조를 갖추기 위해 상기 제1분절부(110)와 제2분절부(120)의 경계에 제1분절부(110)에서 어수를 향해 요입된 제1요홈(112)이 형성되고, 상기 제2분절부(110)에서 상기 제1요홈(112)을 향해 돌출된 제1돌부(122)가 형성되어 상호 형합되게 된다.At this time, the main joint part 210 is concave toward the fish from the first segment part 110 at the boundary between the first segment part 110 and the second segment part 120 in order to have a structure capable of rotating and flowing. A first recess 112 is formed, and a first protrusion 122 protruding from the second segment 110 toward the first recess 112 is formed to be mutually compatible.

또한, 상기 서브관절부(220)는 회전유동할 수 있는 구조를 갖추기 위해 상기 제2분절부(120)와 제3분절부(130)의 경계에 제2분절부(120)에서 어수를 향해 요입된 제2요홈(124)이 형성되고, 상기 제3분절부(130)에서 상기 제2요홈(124)을 향해 돌출된 제2돌부(134)가 형성되어 상호 형합되게 된다.In addition, the sub-joint portion 220 is concave toward the fish from the second segment portion 120 at the boundary between the second segment portion 120 and the third segment portion 130 to have a structure capable of rotating and flowing. A second recess 124 is formed, and a second protrusion 134 protruding from the third segment 130 toward the second recess 124 is formed to be mutually compatible.

그리고, 상기 제1모터(212)는 제1모터축(214)이 양단으로 돌출된 2축 구조를 가지며, 제1모터축(214)의 단부에는 제1구동기어(216)가 고정된다.In addition, the first motor 212 has a two-axis structure in which the first motor shaft 214 protrudes from both ends, and the first driving gear 216 is fixed to an end of the first motor shaft 214.

아울러, 상기 제1요홈(112)의 대향하는 양측면에는 내주면에 상기 제1구동기어(216)와 맞물리는 기어가 형성된 제1기어홈(116)이 형성된다.In addition, the first gear groove 116 is formed on the opposite side surfaces of the first yaw groove 112 on the inner circumferential surface with a gear meshed with the first driving gear 216.

이 경우, 상기 제1구동기어(216)의 조립을 위해 상기 제1기어홈(116)은 분리조립되는 제1조립편(118)에 의해 형성되며, 제1조립편(118)은 조립시 제1기어홈(116) 형상을 만들도록 형상 가공되어 있고, 도시하지 않았지만 나사를 통해 제1분절부(110)에 고정된다.In this case, for assembling the first drive gear 216, the first gear groove 116 is formed by a first assembly piece 118 that is separated and assembled, and the first assembly piece 118 is manufactured during assembly. One gear groove 116 is shaped to form a shape and is not shown, but is fixed to the first segment 110 through screws.

이렇게 조립된 상태에서 제1모터(212)가 구동되면 그 회전방향에 따라 제1모터(212)가 고정되어 있는 제2분절부(120)를 기준으로 상기 제1분절부(110)가 회전유동하게 된다.When the first motor 212 is driven in the assembled state, the first segment 110 is rotated based on the second segment 120 where the first motor 212 is fixed according to the rotational direction. Is done.

마찬가지로, 상기 제2모터(222)도 제2모터축(224)이 양단으로 돌출된 2축 구조를 가지며, 제2모터축(224)의 단부에는 제2구동기어(226)가 고정된다.Likewise, the second motor 222 also has a two-axis structure in which the second motor shaft 224 protrudes from both ends, and the second driving gear 226 is fixed to the end of the second motor shaft 224.

아울러, 상기 제2요홈(124)의 대향하는 양측면에는 내주면에 상기 제2구동기어(226)와 맞물리는 기어가 형성된 제2기어홈(126)이 형성된다.In addition, a second gear groove 126 is formed on opposite sides of the second yaw groove 124 and gears engaged with the second driving gear 226 are formed on the inner circumferential surface.

이 경우에도, 상기 제2구동기어(226)의 조립을 위해 상기 제2기어홈(126)은 분리조립되는 제2조립편(128)에 의해 형성되며, 제2조립편(128)은 조립시 제2기어홈(126) 형상을 만들도록 형상 가공되어 있고, 도시하지 않았지만 나사를 통해 제2분절부(120)에 고정된다.Even in this case, the second gear groove 126 is formed by the second assembly piece 128 separately assembled for the assembly of the second driving gear 226, and the second assembly piece 128 is assembled. The second gear groove 126 is shaped to make a shape, and although not shown, is fixed to the second segment 120 through a screw.

이렇게 조립된 상태에서 제2모터(222)가 구동되면 그 회전방향에 따라 제2모터(222)가 고정되어 있는 제3분절부(130)를 기준으로 상기 제2분절부(120)가 회전유동하게 된다.When the second motor 222 is driven in the assembled state, the second segment 120 is rotated based on the third segment 130 where the second motor 222 is fixed according to the rotation direction. Is done.

그런데, 상기 제2분절부(120)는 제1,3분절부(110,130) 사이에 개재되어 있어 양단이 자유단 상태가 아니므로 결국 회전유동은 제2모터(222)가 설치되어 있는 제3분절부(130)에서 일어나게 된다.However, since the second segment 120 is interposed between the first and third segment parts 110 and 130, both ends of the second segment part are not in a free end state, and thus the rotational flow is the third segment in which the second motor 222 is installed. It will happen in the wealth 130.

여기에서, 상기 제1,2모터(212,222)는 전기를 받아 구동되어야 하기 때문에 침수에 매우 취약하다.Here, the first and second motors 212 and 222 are very vulnerable to flooding because they must be driven by receiving electricity.

때문에, 철저한 방수처리는 매우 중요하다.Therefore, thorough waterproofing is very important.

더구나, 본 발명처럼 물 속에서 상시 유영하는 로봇물고기의 경우에는 방수 불량으로 모터에 물이 들어가게 되면 동력을 상실하게 되므로 더욱 그러하다.Moreover, in the case of the robot fish swimming constantly in the water as in the present invention, the power is lost when water enters the motor due to poor waterproofing, so it is more so.

이를 위해, 본 발명에서는 이하 설명과 같이 독특한 방수구조를 갖춤으로써 침수 발생을 아예 차단하도록 구성될 수 있다.To this end, the present invention may be configured to block the occurrence of flooding at all by having a unique waterproof structure as described below.

예컨대, 도 4에 따르면, 본 발명에 따른 상기 제1,2모터(212,222)는 고정자(철심+코일) 사이에서 회전자(영구자석)가 회전하는 구조와 달리, 고정자(232)와 회전자(242)가 서로 마주보는 형태로 구비된다.For example, according to FIG. 4, the first and second motors 212 and 222 according to the present invention have a rotor (permanent magnet) rotating between a stator (iron core + coil), a stator 232 and a rotor ( 242) are provided to face each other.

이때, 상기 고정자(232)는 코어에 코일이 감긴 형태로서, 모터케이스(230) 내부에 고정설치되고, 상기 회전자(242)는 상기 모터케이스(230)의 양측면에 개방된 부분을 밀폐하면서 돌출되게 고정된 축보스(240) 내부에 설치된다.At this time, the stator 232 is a coil wound around the core, and is fixedly installed inside the motor case 230, and the rotor 242 protrudes while sealing open portions on both sides of the motor case 230. It is installed inside the fixed shaft boss 240.

여기에서, 상기 회전자(242)는 디스크판에 영구자석이 부착된 구조로서 상기 고정자(232)를 마주보고 제1,2모터축(214,224)에 스플라인 방식으로 고정되어 일체를 이룸으로써 함께 회전할 수 있게 구성된다.Here, the rotor 242 is a structure in which a permanent magnet is attached to the disk plate, and facing the stator 232 is fixed to the first and second motor shafts 214 and 224 in a spline manner to rotate together. Can be configured.

아울러, 상기 제1,2모터축(214,224)의 원활한 회전을 위해 상기 제1,2모터축(214,224)이 관통하는 상기 축보스(240)의 내경과, 상기 제1,2모터축(214,224)의 외경 사이에는 베어링(250)이 개재된다.In addition, for smooth rotation of the first and second motor shafts 214 and 224, the inner diameter of the shaft boss 240 through which the first and second motor shafts 214 and 224 penetrate, and the first and second motor shafts 214 and 224, Between the outer diameter of the bearing 250 is interposed.

뿐만 아니라, 상기 모터케이스(230)의 양측면에 형성된 개방부는 모터케이스(230) 내부에서 고정되는 박판 형태의 세퍼레이트 플레이트(260)에 의해 완전히 밀폐된다.In addition, the openings formed on both sides of the motor case 230 are completely sealed by a thin plate-shaped separator plate 260 fixed inside the motor case 230.

때문에, 상기 고정자(232)와 회전자(242)는 완전히 분리되게 된다.Therefore, the stator 232 and the rotor 242 are completely separated.

이러한 구조는 단지 배열을 바꿨을 뿐 일반적인 고정자와 회전자의 관계에 의해 발생되는 회동력은 동일하다.This structure only changes the arrangement, and the rotational force generated by the relationship between the general stator and the rotor is the same.

이에 더하여, 도 4에 확대 도시한 바와 같이, 세퍼레이트 플레이트(260)는 회전자(242)와 약 1mm의 틈새를 유지시키도록 모터케이스(230)의 내부에 설치되기 때문에 회전자(242)의 회전구동에 영향을 미치지 않으며, 불측의 이유로 인해 물이 스며들더라도 제1,2모터축(214,224)을 타고 빠지거나 혹은 틈새를 통해 빠질 뿐만 아니라, 이미 씰링된 상태이기 때문에 스며드는 물도 극미량이어서 그 물이 고정자(232) 쪽으로 흘러 들어가는 것이 원천 봉쇄된다.In addition to this, as shown in enlarged view in FIG. 4, the separator plate 260 is rotated in the rotor 242 because it is installed inside the motor case 230 to maintain a gap of about 1 mm from the rotor 242. It does not affect the driving, and even if water permeates due to unforeseen reasons, the first and second motor shafts 214 and 224 do not fall or fall through the gaps, and because the water is already sealed, the water that permeates is very small and the water The flow of the stator 232 toward the source is blocked.

때문에, 전기가 연결된 고정자(232) 측이 상시 수중에 침지된 상태로 놓여 있더라도 완전히 방수되므로 안전성이 극대화되며, 상기 세퍼레이트 플레이트(260)와 제1,2모터축(214,224)도 서로 접촉되지 않기 때문에 제1,2모터축(214,224)의 구동도 원활하게 된다.Therefore, even if the stator 232 side to which the electricity is connected is completely immersed in water at all times, it is completely waterproof, so that safety is maximized, and the separator plate 260 and the first and second motor shafts 214 and 224 do not contact each other. The first and second motor shafts 214 and 224 are also smoothly driven.

이러한 구조는 움직이지 않는 기구의 틈새 씰링은 쉬워도 움직이는 기구의 씰링은 매우 어렵다는 것은 명백한 사실이지만, 본 발명에서는 그와 같은 문제를 완전히 일소할 수 있는 것이다.Although it is obvious that such a structure is easy to seal the gap between the non-moving mechanism and the sealing of the moving mechanism is very difficult, it is possible to completely eliminate such a problem in the present invention.

덧붙여, 침투된 미량의 물이 혹여라도 회전자(242)에 영향을 주는 것 까지 방지할 수 있도록 상기 회전자(242)의 표면을 방수코팅하면 더욱 좋다.In addition, it is better to waterproof the surface of the rotor 242 to prevent even the slightest amount of water that has penetrated from affecting the rotor 242.

한편, 본 발명에서는 도 5의 예시와 같이, 상기 제1,2모터(212,222)를 서보모터 혹은 기어드모터로 적용할 수도 있다.Meanwhile, in the present invention, as illustrated in FIG. 5, the first and second motors 212 and 222 may be applied as a servo motor or a geared motor.

도 5에 도시된 서보모터 혹은 기어드모터일 경우 1축(single shaft) 구조를 가질 수 있다.The servo motor or the geared motor shown in FIG. 5 may have a single shaft structure.

그런데, 서보모터 혹은 기어드모터일 경우 좌우로 흔들면서 전진 유영을 구현할 때 고토크 부하에 의한 기어 파손이 야기될 수 있다. 즉, 물속에서의 관성력에 의해 좌우로 관절부를 회전시킬때 큰 토크가 걸린다. 이로 인해서 반대방향으로 회전을 시작할때 큰 토크가 걸려 기어 파손우려가 크다.However, in the case of a servo motor or a geared motor, when the forward motion is realized while shaking from side to side, gear damage due to high torque load may be caused. That is, a large torque is applied when the joint is rotated left and right by the inertia force in the water. Due to this, when starting to rotate in the opposite direction, a large torque is applied and there is a high risk of gear damage.

이와 같은 관성력에 의해 발생되는 큰 토크에서 슬림현상이 발생되게 하고, 역방향 회전시 다시 정상적으로 회전력을 전달 할 수 있도록 하는 모터 회전력 전달 구조를 제공한다.Provided is a motor rotational force transmission structure that allows a slim phenomenon to occur at a large torque generated by such an inertia force, and transmits the rotational force normally again in the reverse rotation.

본 발명에서는 서보모터 혹은 기어드모터로 구성된 제1,2모터(212,222)의 모터축(MOT)에 고정 설치되고 하면에 요홈부가 형성된 디스크 형상의 제1커플링(201)과, 상기 제1커플링(202)의 하면의 요홈부에 삽입 또는 이탈가능한 돌기부가 상면에 형성된 디스크 형상의 제2커플링(202)과, 상기 제2커플링(202)의 하면으로 돌출 형성되는 동력 전달축(203)과, 상기 동력전달축(203)에 결합되어 제2커플링(202)을 상기 제1 커플링(201)에 밀착시켜 탄력지지하는 스프링(204)과, 상기 스프링(204)을 지지하는 브라켓(205)과, 상기 브라켓(205)의 하부로 인출된 상기 동력전달축(203)의 하단부에 고정설치되어 회전력을 전달하시키기 위한 관절결합부(206)와, 상기 제2커플링(202)의 일측면으로 돌출 형성되는 센서바(207)와, 모터 브라켓에 고절설치되고, 상기 센서바(207)의 회전에 의해 회전 중점을 검출하기 위한 리미트 스위치(208)를 포함하여 구성되며, 상기 리미트 스위치(208)는, 모터 회전에 의해 좌우 왕복 회전각도의 중간 위치를 검출하도록 설치된 것을 특징으로 한다.In the present invention, the first coupling 201 of a disk shape fixed to the motor shaft (MOT) of the first and second motors 212 and 222 composed of a servo motor or a geared motor and having recesses formed on the lower surface, and the first coupling A disk-shaped second coupling 202 formed with an upper portion of a projection that can be inserted or removed from the recessed portion of the lower surface of 202 and a power transmission shaft 203 protruding from the lower surface of the second coupling 202 And, a spring 204 coupled to the power transmission shaft 203 to support the second coupling 202 by being in close contact with the first coupling 201, and a bracket 204 for supporting the spring 204 ( 205), fixed to the lower end of the power transmission shaft 203 drawn out to the lower portion of the bracket 205, the joint coupling portion 206 for transmitting the rotational force, and the second coupling 202 of The sensor bar 207 that protrudes to one side, and is installed on the motor bracket, and rotates by rotation of the sensor bar 207. Is configured to include a limit switch 208 for detecting the focus, the limit switch (208) is characterized in that is installed to detect the intermediate position of the reciprocal rotation angle depends on the motor rotation.

이와 같이 구성되는 본 발명은, 도 6의 (가) 및 (나) 도시된 바와 같이, The present invention configured as described above, as shown in Figure 6 (a) and (b),

정상적인 회전력 전달시에는, 도 6의 (가)와 같이, 제1커플링(201)과, 제2커플링(202)이 스프링(204)의 탄성력에 의해 서로 밀착되고, 제1커플링(201)의 요홈부(201a)에 제2커플링부(202)의 돌기부(202a)가 결합되어 회전력이 전달된다. 즉, 모터의 회전력이 관절 결합부(206)에 전달되어 정상적으로 관절부를 회전시킨다.During normal rotational force transmission, as shown in FIG. 6 (A), the first coupling 201 and the second coupling 202 are in close contact with each other by the elastic force of the spring 204, and the first coupling 201 ), The protrusion 202a of the second coupling portion 202 is coupled to the groove 201a of the), and the rotational force is transmitted. That is, the rotational force of the motor is transmitted to the joint coupling portion 206 to rotate the joint portion normally.

그런데, 모터는 일정각도 회전후 바로 반대방향으로 회전력을 발생시켜 좌우 회전 유전을 발생시킨다. 그러므로 반대방향으로 모터를 회전시키게 되면, 관절부의 관성력에 의해 제2커플링(202)은 제1커플링(201)과는 반대방향으로 토크가 걸리게 된다. 반대방향으로 걸리는 토크가 커지면, 도 6의 (나)와 같이, 제2커플링(202) 돌기부(202a)가 제1커플링(201)a)의 요홈부(201a)로부터 이탈되면서 스프링(204)을 압축하고, 회전력은 전달되지 않고, 마찰상태의 미끄러짐이 발생된다. However, the motor generates rotational force in the opposite direction immediately after rotating a certain angle, thereby generating a left and right rotational dielectric. Therefore, when the motor is rotated in the opposite direction, the second coupling 202 is torqued in the opposite direction to the first coupling 201 by the inertial force of the joint. When the torque applied in the opposite direction increases, as shown in FIG. 6 (B), the spring 204 while the second coupling 202 protrusion 202a is disengaged from the groove 201a of the first coupling 201a ) Is compressed, the rotational force is not transmitted, and frictional sliding occurs.

이어서 관절부에 전달되던 회전력이 차단되면서 관성력이 줄어들고, 제1커플링(201)이 반바퀴 회전되면, 다시 요홈부(201a)와, 돌기부(202a)가 일치되면서 스프링(204)력에 의해 결합상태가 되고, 회전력이 다시 전달된다. 다만, 이때도 반대방향 토크가 크다면, 요홈부(201a)에 돌기부(202a)가 안착하지 못하고 요홈부를 통과하게 되므로 회전력은 전달되지 못한다. 이후 스프링력과 효홉무에 돌기부가 삽입되어 걸리는 힘이 반대방향 토크보다 작아지면 회전력이 정상 전달된다.Subsequently, when the rotational force transmitted to the joint is blocked, the inertia force decreases, and when the first coupling 201 is rotated half a turn, the grooves 201a and the protrusions 202a coincide and are engaged by the spring 204 force. Becomes, and the rotational force is transmitted again. However, even in this case, if the torque in the opposite direction is large, the rotational force is not transmitted because the protrusion 202a does not rest on the groove 201a and passes through the groove. Afterwards, the rotational force is normally transmitted when the force applied by inserting the protrusions into the spring force and Hyo-Hopmu becomes smaller than the torque in the opposite direction.

결국 본 발명에 의하면, 일측방향으로 회전력을 발생시킨후, 바로 반대방향으로 회전력을 발생시킬때, 관성력에 의해 발생되는 토크를 미끄러짐으로 해소하고, 이후에 토크가 줄어들면 정상적으로 회전력을 전달할 수 있다.After all, according to the present invention, after generating the rotational force in one direction, when generating the rotational force in the opposite direction, the torque generated by the inertia force is eliminated by slipping, and when the torque is subsequently reduced, the rotational force can be normally transmitted.

상기와 같이 회전방향 전환 시점에 반대방향 토크에 의해 요홈부에서 돌기부가 벗어나서 미끄러짐이 발생되는 시간동안 실질절으로 관절부는 반대방향으로 회전되지 못하게 된다. 그러므로 서보모터를 제어할때 관절부를 일측에서 타측으로 회전 이동시킬때에 통상 정역방향 구동시간에 의해 제어하게 되는데, 손실되는 시간이 발생된다.As described above, the joint portion cannot be rotated in the opposite direction during the time during which a slip occurs because the projection is displaced from the recess by the torque in the opposite direction at the time of the rotation direction change. Therefore, when the servo motor is controlled to rotate and move the joint from one side to the other, it is normally controlled by the forward-reverse driving time, but a lost time occurs.

이를 해결하는 방법으로, 상기 로봇물고기의 관절부 모터를 구동시키는 콘트롤러는, 상기 왕복 회전각도의 중간 위치에서 좌측 또는 우측 정지위치까지 회전시키는데 필요한 모터 구동시간을 설정하여두고, 상기 리미트 스위치가 회전 중간위치 검출신호를 검출하는 시점에, 좌측 또는 우측 정지 위치까지 회전시키는 모터구동시간을 재설정하여 모터 구동을 제어하게한다.In a way to solve this, the controller for driving the motor of the joint part of the robot fish sets a motor driving time required to rotate from the intermediate position of the reciprocating rotation angle to the left or right stop position, and the limit switch rotates in the intermediate position. At the time of detecting the detection signal, the motor driving time for rotating to the left or right stop position is reset to control the motor driving.

도 7는 본 발명에 의한 모터 제어 방법을 설명하기 위한 예시도이다.7 is an exemplary view for explaining a motor control method according to the present invention.

모터를 구동시켜 관절부를 도 8의 O1 ~ O2 까지를 좌우 왕복 회전하면서 추진력을 발생시킨다. 이는 통상 모터를 정역방향으로 구동시키는 구동시간 즉, O1 ~ O2 까지 회전시키는 시간을 설정하여 제어한다.The motor is driven to generate propulsion while rotating the joints right and left to O2 to O2 in FIG. 8. This is usually controlled by setting the driving time to drive the motor in the forward and reverse directions, that is, the time to rotate from O1 to O2.

정방향 회전이후 역방향 회전을 제어하는 시점에서 상기 제1,제2커플링(201)(202)에 의해 미끄러짐이 발생되면, 그 미끄러짐이 발생되는 시간동안 관절부가 반대방향으로 회전되지 못하여 동일한 시간으로 제어하게 되면 원하는 각도까지 관절부를 회전시키지 못한다.If a slip occurs by the first and second couplings 201 and 202 at a point in time after controlling the forward rotation after the forward rotation, the joint is not rotated in the opposite direction during the time during which the slip occurs, so that it is controlled at the same time If you do, you cannot rotate the joint to the desired angle.

이를 해결하기 위해서 본 발명에서는 제2커플링(202)에 센서바(207)를 일체형으로 형성하고, 센서바(207)에 의해 관절부의 회전 중간 지점(O0)을 검출하도록 리미트 스위치(208)를 설치한다. 이에 따라 상기 미끄러짐 발생과 무관하게, 리미트 스위치(208)의 회전 중간지점을 검출하게 되면, 그 중간지점부터 진행할 각도에 대응된 시간만큼만(예; A 또는 B에 해당되는 시간) 모터를 구동시킴으로써, 정확한 좌우 각도로 회전각도를 제어할 수 있는 것이다.In order to solve this, in the present invention, the sensor bar 207 is integrally formed on the second coupling 202, and the limit switch 208 is configured to detect the rotation intermediate point O 0 of the joint by the sensor bar 207. Install it. Accordingly, irrespective of the occurrence of the slip, if the intermediate point of rotation of the limit switch 208 is detected, by driving the motor only for a time corresponding to the angle to proceed from the intermediate point (eg, the time corresponding to A or B), It is possible to control the rotation angle at an accurate left and right angle.

또한, 상기 리미트 스위치(208)가 중간지점을 검출하면 구동속도를 조절하여 관성력을 줄일수 있도록 제어할 수 있다. 이로인해 고토크에 의해 유발되는 기어 파손을 미연에 방지할 수 있게 된다.In addition, when the limit switch 208 detects an intermediate point, the driving speed may be controlled to reduce the inertia force. As a result, gear damage caused by high torque can be prevented.

또한, 로봇 물고기의 추진 속도는 모터의 구동 속도에 의해 결정되므로, 상기 중간지점을 검출한 시점에 미리 정해진 설정시간만으로 구동시키게 되면, 동일한 속도로 제어하는 것이므로, 로봇 물고기 속도에 비례하여 상기 구간 구동시간을 가변시켜 로봇 물고기 속도를 제어할 수 있다.In addition, since the propulsion speed of the robot fish is determined by the driving speed of the motor, when the intermediate point is detected and is driven only with a predetermined set time, it is controlled at the same speed, so the section is driven in proportion to the robot fish speed. Robot fish speed can be controlled by varying the time.

다른 한편, 본 발명에 따른 로봇물고기는 도 8 및 도 9의 예시와 같은 독특한 부력조절유닛(400)을 더 갖는다.On the other hand, the robot fish according to the present invention further has a unique buoyancy control unit 400 as illustrated in FIGS. 8 and 9.

상기 부력조절유닛(400)은 로봇물고기의 전진방향으로 개방된 호형상의 인테이크(INTAKE)(410)와, 상기 인테이크(410)의 하단에 조립된 임펠러하우징(412)과, 상기 임펠러하우징(412)에 내장된 임펠러(414) 및 임펠러모터(416)와, 상기 임펠러하우징(412)의 하단에 조립되고 로봇물고기의 제1분절부(110)를 상하로 관통하여 저면에 노출되게 배관된 물도입관(420)과, 상기 물도입관(420)의 단부에 조립된 디퓨져(430)를 포함한다.The buoyancy control unit 400 is an arc-shaped intake (INTAKE) 410 opened in the advancing direction of the robot fish, an impeller housing 412 assembled to the lower end of the intake 410, and the impeller housing 412 ), The impeller 414 and the impeller motor 416 embedded in the lower end of the impeller housing 412 and penetrated through the first segment 110 of the robot fish vertically and exposed to the bottom surface of the water introduction pipe 420 and a diffuser 430 assembled at an end of the water introduction pipe 420.

이때, 상기 인테이크(410)는 물도입관(430) 보다 상대적으로 더 큰 직경을 갖고 형성되어 로봇물고기의 잠수시 물 도입량을 늘려 하방향으로 방향을 전환하여 잠수하는데 걸리는 시간을 줄이기 위한 것이다.At this time, the intake 410 is formed to have a relatively larger diameter than the water introduction pipe 430 to increase the amount of water introduced during the diving of the robot fish to change the direction in the downward direction to reduce the time required to dive.

그리고, 상기 임펠러모터(416)는 앞서 설명한 씰링형 제1,2모터(212,222) 형태를 그대로 취할 수 있으며, 다만 모터축이 2축이 아닌 1축 구조로 개량될 수 있다.In addition, the impeller motor 416 may take the form of the sealing type first and second motors 212 and 222 as described above, but the motor shaft may be improved to a single shaft structure instead of two shafts.

또한, 상기 물도입관(420)은 물 도입과 플로우시 워터젯 효과를 내기 위해 인테이크(410) 보다 작은 구경을 갖되, 바람직하게는 1cm 이하로 설계함이 좋다.In addition, the water introduction pipe 420 has a smaller diameter than the intake 410 in order to produce a water jet effect during water introduction and flow, but is preferably designed to be 1 cm or less.

아울러, 상기 디퓨져(430)는 도 9에 확대 도시된 바와 같이, 임펠러(414)에 의해 도입된 물이 하방향으로 이동시 선회류가 발생하게 되는데, 이 선회류를 그대로 방출할 경우 로봇물고기가 제자리 회전할 수 있다.In addition, as the diffuser 430 is enlarged and illustrated in FIG. 9, when the water introduced by the impeller 414 moves downward, a swirling flow occurs. When the swirling flow is released, the robot fish is in place. Can rotate.

이를 방지하기 위해, 디퓨져(430)를 설치할 수 있으며, 디퓨져(430)는 상기 물도입관(420)의 단부 형상에 맞춰 끼움 조립될 수 있는 형상의 디퓨져관(432)과, 상기 디퓨져관(432)의 내경을 따라 일정간격을 두고 선회류 반대방향으로 각지게 돌출된 삼각돌기(434)로 이루어진다.In order to prevent this, a diffuser 430 may be installed, and the diffuser 430 may have a diffuser pipe 432 having a shape that can be assembled to fit the end shape of the water introduction pipe 420, and the diffuser pipe 432 It consists of a triangular projection (434) protruding at an angle in the opposite direction of the swirl flow at a predetermined interval along the inner diameter of.

그리하여, 선회류가 하강할 때 삼각돌기(434)의 각진 부분에 선회류가 부딪혀 선회가 상쇄되도록 함으로써 최대한 직선류로 전환시킴으로써 로봇물고기가 불필요하가 제자리 회전하는 것을 억제할 수 있다.Thus, when the swirling flow descends, the swirling flow hits the angled portion of the triangular projection 434 so that the swirling is canceled so that the robot fish can be suppressed from being rotated unnecessarily by switching to a straight stream as much as possible.

이에 따른 부력조절은 콘트롤러(300)의 제어신호에 따라 임펠러(414)가 회전하여 인테이크(410)를 통해 로봇물고기 상부의 물을 흡입하여 물도입관(420)을 통해 하부로 배출하게 되면 배출압과 로봇물고기 상부에서의 물 흐름 변화로 인해 로봇물고기가 상승하게 된다.According to the buoyancy control, the impeller 414 rotates according to the control signal of the controller 300 to inhale water from the upper part of the robot fish through the intake 410 and discharge it downward through the water introduction pipe 420. Due to the change in the water flow at the top of the robot fish, the robot fish rises.

반대로, 임펠러(414)를 역방향으로 회전시키면 로봇물고기 하부의 물이 상부로 도입된 후 인테이크(410)를 통해 배출되므로 로봇물고기는 하강하게 된다.Conversely, when the impeller 414 is rotated in the reverse direction, the robot fish is lowered because water under the robot fish is introduced to the upper portion and then discharged through the intake 410.

이와 같은 부력조절유닛(400)은 무게추의 높낮이를 가변시키는 통상적인 방법과, 밸러스트 탱크를 이용한 방법과 병용하여 사용함으로써 미세하고 세부적인 부력조절이 가능하도록 할 수 있다.The buoyancy control unit 400 may be used in combination with a conventional method of varying the height of the weight and a method using a ballast tank to enable fine and detailed buoyancy control.

즉, 무게추 방식을 주된 부력조절 기능으로 사용하면서 본 발명에서 설명한 부력조절유닛(400)을 병용하여 미세한 부력조절 기능까지 갖추도록 할 수도 있고, 아니면 밸러스트 탱크 방식을 주된 부력조절 기능으로 사용하면서 상기 부력조절유닛(400)을 병용하여 미세한 부력조절 기능을 갖추도록 할 수도 있고, 혹은 이 3가지를 모두 병용할 수도 있다.That is, while using the weight weight method as the main buoyancy control function, the buoyancy control unit 400 described in the present invention may be used to provide a fine buoyancy control function, or the ballast tank method may be used as the main buoyancy control function. The buoyancy control unit 400 may be used in combination to provide a fine buoyancy control function, or all three may be used in combination.

여기에서, 무게추 방식은 제1분절부(110)의 내부에 높이방향으로 볼스크류(미도시)를 설치하고, 콘트롤러(300)의 제어하에 볼스크류를 회전시키는 초소형 모터를 내장하며, 볼스크류에는 무게추를 블럭형태로 설치하여 초소형 모터의 회전방향에 따라 무게추의 높낮이를 조절하는 방식이 될 수 있다.Here, the weight method is installed in the height direction inside the first segment 110, a ball screw (not shown), a micro motor for rotating the ball screw under the control of the controller 300, a built-in ball screw The weight can be installed in a block form to adjust the height of the weight according to the direction of rotation of the miniature motor.

또한, 밸러스트 탱크 방식은 상기 제1분절부(110) 내부에 밸러스트탱크(미도시)와 펌프(미도시)를 설치하고, 콘트롤러(300)의 제어신호에 따라 상기 펌프의 가동을 제어하여 잠수시에는 물을 흡입하여 밸러스트탱크를 채우고, 상승시에는 밸러스트탱크내 물을 배출시키는 방식으로 로봇물고기의 부력을 조절하는 형태가 될 수 있다.In addition, in the ballast tank method, when a ballast tank (not shown) and a pump (not shown) are installed inside the first segment 110, the operation of the pump is controlled according to the control signal of the controller 300. It may be in the form of controlling the buoyancy of the robot fish by filling the ballast tank with suction of water and discharging the water in the ballast tank when rising.

뿐만 아니라, 본 발명 일 실시예에 따른 로봇물고기는 도 10의 예시와 같이, 각 분절부들을 종방향으로 서로 조립할 때 꼭 필요한 부분만 볼트조립하도록 볼트조립을 최소화하고, 이중 씰링구조 및 후크조립 구조를 갖춤으로써 방수능력을 더욱 증대시키도록 구성된다.In addition, the robot fish according to an embodiment of the present invention minimizes bolt assembly so as to assemble only the necessary parts when assembling each segment in the longitudinal direction, as shown in the example of FIG. 10, double sealing structure and hook assembly structure It is configured to further increase the waterproofing ability by having.

예컨대, 도 10은 각 분절부들이 종방향으로 분리되어 상호 조립됨으로써 하나의 로봇물고기를 구성할 때 분절부들이 조립되는 경계부분을 예시적으로 발췌하여 보인 도면이다.For example, FIG. 10 is a view illustrating an excerpt of a boundary portion where segments are assembled when one robot fish is formed by assembling each segment separately and assembling each other in the longitudinal direction.

도 10에 따르면, 분절부의 조립부와 피조립부가 조립될 때 조립부에 마련된 조립경계부(500)에 오링(510)을 이중으로 형성하고, 오링(510)들 사이 폭에는 씰러(540)를 도포하며, 오링(510)과 간격을 두고 후크(520)를 형성하고, 상대물인 피조립부에는 후크걸림부(530)를 형성함으로써 서로 끼워맞출 때 후크 결합이 일어남과 동시에 이중 씰링이 가능하도록 구성함으로써 방수성을 더욱 증대시킬 수 있다.According to FIG. 10, when the assembled portion and the to-be-assembled portion of the segment are assembled, the o-ring 510 is formed on the assembly boundary 500 provided in the assembling portion, and a sealer 540 is applied to the width between the O-rings 510. By forming a hook 520 at a distance from the O-ring 510, and forming a hook-hanging part 530 on the counterpart to be assembled, when hooking each other, hook engagement occurs and at the same time double sealing is possible. Water resistance can be further increased.

이때, 씰러(540)는 마커일 수 있다.At this time, the sealer 540 may be a marker.

이러한 조립구조를 갖게 되면, 기존 볼트 체결시에는 로봇물고기의 유영시 볼트 풀림이 일어나 씰링불량이 생기기도 하고, 또 다수의 볼트 조립에 따른 공수증가, 균일 토크로 조여야 하는 등 섬세하고 세밀한 작업이 요구되었으나 본 발명에서는 단순히 맞춰 끼우기만 하면 되므로 매우 편리하고 긴밀하고 우수한 방수성을 확보할 수 있으며, 무엇보다도 로봇물고기 유영시 진동 등 떨림이 생기더라도 볼트 풀림 현상이 발생하지 않고 견고하게 후크 고정되어 있기 때문에 씰링성을 극대화시킬 수 있게 된다.Having this assembly structure, when tightening the existing bolts, bolt loosening occurs when the robot fish swims, resulting in poor sealing, and also requires detailed and detailed work such as increasing the number of bolts and tightening with a uniform torque. However, in the present invention, it is very convenient, close and excellent waterproof property can be secured simply by fitting, and above all, even when vibrations such as vibration occur when swimming a robot fish, bolt loosening does not occur and the hook is firmly fixed so that it is sealed. You will be able to maximize your sex.

또한, 본 발명에서는 앞서 설명한 지느러미의 경우에도 자이로센서, 가속계, 지오마그네틱센서 등을 콘트롤러(300)와 연결하고, 초소형 모터를 통해 이들 지느러미가 좌우로 기울어지게 제어하거나 혹은 상하방향으로 기울어지도록 제어함으로써 수평, 수직상태를 유지하는 자제 제어를 용이하게 달성할 수 있을 것이다.In addition, in the present invention, even in the case of the fins described above, the gyro sensor, accelerometer, and geomagnetic sensor are connected to the controller 300, and these fins are controlled to be tilted from side to side or controlled to be tilted in the vertical direction through a miniature motor. It will be possible to easily achieve self-control that maintains the horizontal and vertical states.

뿐만 아니라, 도 11의 예시와 같이, 상기 콘트롤러(300)에는 메모리부(MOM)와 무선통신부(WIR)가 연결되는데, 상기 메모리부(MOM)는 각종 센서들이 수집한 정보나 혹은 프로그램된 명령어 등이 저장되는 부분이면서 동시에 콘트롤러(300)가 수시로 엑세스하여 필요한 정보를 입출력하기 위한 수단이며, 상기 무선통신부(WIR)는 조이스틱형 리모컨 혹은 관제센서와 무선으로 통신하면서 로봇물고기의 유영을 제어하는 신호를 수신하기 위한 수단이다.In addition, as illustrated in FIG. 11, a memory unit (MOM) and a wireless communication unit (WIR) are connected to the controller 300. The memory unit (MOM) may include information collected by various sensors or programmed commands. At the same time, the storage part is a means for the controller 300 to access and input necessary information at any time, and the wireless communication unit (WIR) receives a signal for controlling the swimming of the robot fish while communicating wirelessly with a joystick-type remote controller or a control sensor. It is a means to do.

물론, 무선 조정방식 외에도 로봇물고기가 유영할 방식을 미리 프로그래밍하여 이를 소프트웨어로 탑재하여 외부에서 리모컨으로 제어하지 않고 자체 학습형 제어가 가능하도록 구성할 수도 있다.Of course, in addition to the wireless control method, it is also possible to pre-program the method in which the robot fish will swim and mount it as software, so that it can be configured to enable self-learning control without controlling it from the outside with a remote control.

이 경우, 학습형 제어는 이를 테면 머신러닝 기법을 따를 수 있다.In this case, the learning-type control may follow a machine learning technique, for example.

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.At this time, the machine learning technique is one of the machine learning algorithms that predicts the future by collecting and analyzing data by the computer itself, first learning the computer based on an algorithm, and then inputting new data to predict the results. It refers to a technique that analyzes a large amount of big data to judge future actions or possibilities.

이러한 기법을 로봇물고기에 적용하게 되면 로봇물고기 스스로가 자신이 유영하는 공간 정보를 학습하고, 유영 패턴, 즉 장애물 정보, 수심에 따른 수온 변화 등을 학습하여 스스로 유영하도록 구현할 수 있게 된다.When this technique is applied to the robot fish, the robot fish itself can learn the spatial information that it swims, learn the swimming pattern, that is, the obstacle information, the water temperature change according to the water depth, and so on.

또한, 상기 콘트롤러(300)에는 도 11 및 도 12의 예시와 같이, 좌측센서(340), 우측센서(350), 전면센서(360) 및 하단센서(370)가 더 연결된다.In addition, as illustrated in FIGS. 11 and 12, a left sensor 340, a right sensor 350, a front sensor 360, and a bottom sensor 370 are further connected to the controller 300.

이때, 상기 좌측센서(340)와 우측센서(350)는 로봇물고기의 입인 어구(魚口) 양측에 설치됨이 바람직하며, 이를 테면 전방에 장애물이나 다른 로봇물고기가 존재하는지 여부를 검출하여 이를 회피할 수 있도록 한 근접센서일 수 있다.At this time, the left sensor 340 and the right sensor 350 are preferably installed on both sides of the mouth of the robot fish, such as detecting whether there is an obstacle or other robot fish in the front to avoid it. It can be a proximity sensor.

이 경우, 후술되는 초소형 CCD 카메라(380)를 병행하여 운용하게 되면 식별력을 더욱 더 높일 수 있어 유영 자유화를 증대시킬 수 있다.In this case, if the ultra-small CCD camera 380 to be described later is operated in parallel, the discrimination power can be further increased to increase the freedom of swimming.

뿐만 아니라, 상기 전면센서(360)는 어구(魚口)의 바로 밑에 설치됨이 바람직하며, PSD(Position Sensing Device) 선세가 바람직하다.In addition, the front sensor 360 is preferably installed directly under the phrase, and PSD (Position Sensing Device) is preferred.

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 판독가능하므로 전면센서(360)의 검출값은 콘트롤러(300)가 회피하기 위한 방향전환시 방향, 속도 등을 결정하는데 기준 자료가 된다.The PSD sensor is a sensor that measures the distance using an infrared triangulation method. The infrared light emitting diode, lens, and one-dimensional CCD sensor are composed of one system, so that the distance from the phrase to the obstacle can be read immediately. The detected value of 360) is a reference data for determining the direction, speed, etc. when the controller 300 changes direction to avoid.

아울러, 상기 하단센서(370)는 상기 전면센서(360)와 간격을 두고 어수의 하면에 설치됨이 바람직하며, 이를 테면 초음파센서를 이용하여 수심을 검출하도록 구성될 수 있다.In addition, the lower sensor 370 is preferably installed on the lower surface of the fish at a distance from the front sensor 360, for example, it may be configured to detect the depth using an ultrasonic sensor.

따라서, 이들 센서에 의해 검출된 정보는 메모리부(MOM)에 실시간 저장되고, 콘트롤러(300)는 이들 검출값을 참고하여 로봇물고기의 유영을 제어하게 된다.Therefore, the information detected by these sensors is stored in real time in the memory unit (MOM), and the controller 300 controls the swimming of the robot fish by referring to these detection values.

특히, 상기 하단센서(370)는 수족관의 바닥면까지 깊이를 계측하여 메모리부(MOM)에 저장하고, 콘트롤러(300)의 제어신호에 따라 유영할 수 있는 깊이를 제어 받도록 설계될 수 있다.In particular, the lower sensor 370 may be designed to measure the depth to the bottom surface of the aquarium, store it in a memory unit (MOM), and receive a depth capable of swimming according to a control signal of the controller 300.

즉, 콘트롤러(300)는 잠수 유영시 최대 잠수시간을 정하여 일정깊이까지 잠수가 가능한 최대 깊이를 설정하고, 또한 상승시간을 설정하여 최대 잠수깊이로부터 일정 높이까지의 활동범위를 한정하며, 나아가 잠수중 하단센서(370)에 의해 바닥이 감지되면 바닥 감지시 자동으로 상승전환시켜 다시 일정높이까지 상승한 후 유지할 수 있도록 다양하게 설계 및 설정됨으로서 수족관에서 관람객이 원하는 높이를 중심으로 집중적인 유영이 가능하도록 함이 바람직하다.That is, the controller 300 sets a maximum depth for diving to a certain depth by setting a maximum diving time when swimming, and also sets an ascent time to limit the range of activity from the maximum diving depth to a certain height. When the bottom is sensed by the bottom sensor 370, it is automatically designed to rise upwards when the bottom is detected, and then variously designed and set to maintain after rising up to a certain height to enable intensive swimming around the desired height in the aquarium. This is preferred.

나아가, 상기 어수에는 음파발진부(390)가 더 구비될 수 있으며, 콘트롤러(300)에 연결 제어된다.Furthermore, the sound wave generator 390 may be further provided in the fish water, and is connected and controlled to the controller 300.

상기 음파발진부(390)는 주기적으로 음파를 발진시켜 맥동을 일으킴으로써 로봇물고기가 장애물에 걸렸을 때 이를 회피할 수 있도록 어수 전방으로 맥동을 발생시키기 위한 것이다.The sound wave generating unit 390 is for generating pulsation in front of the fish water so that the robot fish can avoid it when it is caught by an obstacle by periodically generating sound waves to generate pulsations.

이것은 단순끼임이나 걸림같은 경우 맥동에 의한 로봇물고기 주변에서의 물결 변화를 유도하여 로봇물고기의 끼임상태 해소, 걸림상태 해소를 유도하기 위한 것이다.This is to induce a change in the jamming state of the robot fish and to solve the jamming state by inducing a wave change around the robot fish by pulsation in the case of a simple jam or jam.

이에 더하여, 유영 장애상태를 극복할 수 있도록 급속추진이 가능한 부스터펌프(392)와, 역추진이 가능한 스크류펌프(394)를 복합적으로 병행하여 구비할 수 있으며, 이들도 콘트롤러(300)에 의해 제어된다.In addition, a booster pump 392 capable of rapid propulsion and a screw pump 394 capable of reverse propulsion may be provided in combination to overcome the swimming obstacle condition, and they are also controlled by the controller 300. .

여기에서, 상기 부스터펌프(392)는 제2분절부(120)의 하면에 설치될 수 있으며, 상기 콘트롤러(300)의 제어신호에 따라 부스팅됨으로써 물을 순간적으로 급속히 후방으로 밀어 보내 로봇물고기가 순간적으로 아주 빠르게 몸체와 꼬리를 흔들면서 급가속으로 전진하도록 하는 수단이다.Here, the booster pump 392 may be installed on the lower surface of the second segment 120, and boosted in accordance with the control signal of the controller 300 to push water rapidly and rapidly backwards, thereby causing the robot fish to instantly It is a means to make the body and tail shake very rapidly and to advance rapidly.

이렇게 되면, 실제 물고기의 유영 형태에 가깝게 재현할 수 있게 되므로 관람객은 더욱 더 관심을 집중하게 되고, 관상어로서의 기능을 충실히 수행할 수 있게 된다.In this case, since it can be reproduced close to the swimming form of a real fish, the viewer becomes more and more focused and can faithfully perform the function as an ornamental fish.

또한, 상기 스크류펌프(394)는 제1분절부(392)의 하면에 설치될 수 있으며, 역추진이 가능하여 장애상태를 쉽게 해소할 수 있다.In addition, the screw pump 394 may be installed on the lower surface of the first segment portion 392, it is possible to reverse propulsion to easily solve the failure state.

이 경우 역추진 분사의 힘과 꼬리를 흔드는 힘의 차이를 조절해 역추진 또는 정지 또는 느리게 전진 등을 조절할 수도 있다.In this case, the difference between the force of the reverse propulsion injection and the force of waving the tail may be adjusted to control the reverse propulsion or stop or slow forward.

뿐만 아니라, 본 발명에서는 도 13의 예시와 같이 로봇물고기의 외표면에 스킨(600)을 덮어 씌울 수 있다.In addition, in the present invention, as illustrated in FIG. 13, the skin 600 may be covered with the outer surface of the robot fish.

로봇물고기는 다수의 관절을 갖고, 그 관절이 노출된 상태로 운용되기 때문에 수족관 내부에 존재하는 각종 수초 또는 줄과 같은 장애요인에 관절에 끼이는 경우가 종종 발생한다.Since robot fish have a large number of joints and the joints are operated in an exposed state, they often get caught in the joints due to obstacles such as various water plants or strings existing in the aquarium.

그런데, 종래의 경우에는 이를 해결할 방법이 없어 로봇물고기를 건져낸 후 일일이 관리해야 하므로 관리상 많은 불편이 따랐다.However, in the conventional case, there is no way to solve this, and it is necessary to manage the robot fish after the rescue, so a lot of inconvenience was caused in management.

이에, 본 발명에서는 플렉시블한 스킨(600)을 외피로 구성하여 관절부분을 밀폐하여 노출되지 않게 함으로써 수초나 줄 등의 장애물이 관절에 끼지 않도록 사전에 방지할 수 있다.Accordingly, in the present invention, the flexible skin 600 is composed of an outer skin, and the joint portion is sealed to prevent exposure, so that obstacles such as waterweeds and strings may not be caught in the joint in advance.

이때, 스킨(600)은 관절의 운동에 방해를 주지 않아야 한다.At this time, the skin 600 should not interfere with the movement of the joint.

이를 위해, 본 발명에서는 도시와 같이 스킨(600)이 제1수평부(610)와, 상기 제1수평부(610)로부터 경사 연장된 제1경사부(620)와, 상기 제1경사부(620)로부터 다시 일정길이 경사연장되면서 유영시 신축변형되는 경사변형부(630)와, 상기 경사변형부(630)의 단부로부터 단차지게 경사연장된 제2경사부(640)와, 상기 제2경사부(640)로부터 수평연장된 제2수평부(650)로 이루어지며, 이 구조가 연속적으로 반복되게 구성된다.To this end, in the present invention, as illustrated, the skin 600 has a first horizontal portion 610, a first inclined portion 620 extending inclined from the first horizontal portion 610, and the first inclined portion ( From 620, the inclined deformation part 630 which is stretched and deformed when swimming at a predetermined length while being inclined again, and the second inclined part 640 which is inclined elongated from the end of the inclined deformation part 630, and the second inclination It is composed of a second horizontal portion 650 horizontally extended from the portion 640, and this structure is configured to be continuously repeated.

그리하여 그 선단과 후단이 각각 고정됨으로써 관절이 꺽일 때 경사변형부(630)가 신축되면서 함께 변형되게 되어 관절꺽임에 따른 스킨(600)의 변형을 완충시킴으로 로봇물고기의 관절이 수초 등에 걸리지 않고 원활하게 유영할 수 있게 된다.Thus, as the front and rear ends are fixed, the inclined deformation unit 630 is stretched and deformed when the joint is bent, thereby cushioning the deformation of the skin 600 due to the joint bending, and the joint of the robot fish is smooth without being caught in a few seconds. You can swim.

뿐만 아니라, 상기 스킨(600)에는 OLED가 더 설치될 수 있으며, 콘트롤러(300)의 제어신호에 따라 OLED의 색상을 달리 구현하여 시간에 따라 색상 변형되게 함으로써 카멜레온 로봇물고기를 구현할 수도 있다.In addition, an OLED may be further installed on the skin 600, and the color of the OLED may be changed according to a control signal of the controller 300 to realize color change over time, thereby realizing a chameleon robot fish.

특히, CCD 카메라(380)가 촬상한 영상정보를 토대로 그에 맞는 색상 연출이 가능하도록 콘트롤러(300)가 OLED를 조절할 수도 있으며, 경우에 따라서는 광고문구나 홍보문구가 표출되도록 구현할 수도 있다.In particular, the controller 300 may adjust the OLED so as to be able to produce a color suitable for it based on the image information captured by the CCD camera 380, and in some cases, it may be implemented to display an advertisement or a promotional phrase.

이때, 상기 스킨(600)에 설치되는 색상 표현 수단은 OLED에 한정되지 않고, LED 등 다른 표현 수단도 가능함은 물론이다.In this case, the color expression means installed on the skin 600 is not limited to OLED, and other expression means such as LED are also possible.

또다른 한편, 본 발명에 따른 로봇물고기는 도 14와 같이 서브관절부(220)가 캠-엑츄에이터 방식으로 변형될 수 있다.On the other hand, in the robot fish according to the present invention, the sub-joint portion 220 may be deformed in a cam-actuator manner as shown in FIG. 14.

도 14에 따르면, 제2분절부(120) 내부에 모터(미도시)에 의해 회전구동되는 캠디스크(700)가 설치될 수 있고, 상기 캠디스크(700)의 일측면에는 편심된 편심축(710)에 캠샤프트(720)의 일단이 힌지 고정될 수 있다.According to FIG. 14, a cam disk 700 that is rotationally driven by a motor (not shown) may be installed inside the second segment 120, and an eccentric eccentric shaft ( One end of the camshaft 720 may be hinged to 710.

그리고, 상기 캠샤프트(720)의 타단은 샤프트하우징(730)에 끼워져 분리되지 않게 조립되며, 샤프트하우징(730) 내부에서 샤프트스프링(790)에 의해 완충되면서 출몰되게 구성되어 캠샤프트(720)의 길이가 조절될 수 있도록 구성될 수 있다.In addition, the other end of the camshaft 720 is fitted to the shaft housing 730 so as not to be separated, and is configured to be disengaged while being buffered by the shaft spring 790 inside the shaft housing 730 to form the camshaft 720. It can be configured to be adjustable in length.

또한, 상기 샤프트하우징(730)의 다른 단부에는 구동기어축(740)이 나사 고정되고, 상기 구동기어축(740)의 단부에는 구동기어(750)가 일체로 형성되며, 구동기어(750)의 원중심은 기어베이스(760)에 축 고정된다.In addition, the drive gear shaft 740 is screwed to the other end of the shaft housing 730, the drive gear 750 is integrally formed at the end of the drive gear shaft 740, and the drive gear 750 is The circle center is axially fixed to the gear base 760.

뿐만 아니라, 상기 기어베이스(760)에는 종동기어(770)가 회전가능하게 축고정되는데, 상기 종동기어(770)는 상기 구동기어(750)와 기어 결합된다.In addition, a driven gear 770 is rotatably fixed to the gear base 760, and the driven gear 770 is gear-coupled with the driving gear 750.

아울러, 상기 종동기어(770)에는 종동기어축(780)이 연결되고, 상기 종동기어축(780)은 제3분절부(130) 내부로 연장된 후 그 내부에서 고정부재(미도시)에 의해 힌지 결합된다.In addition, a driven gear shaft 780 is connected to the driven gear 770, and the driven gear shaft 780 extends into the third segment 130 and is fixed therein by a fixing member (not shown). Hinged.

따라서, 상기 캠디스크(700)가 회전하게 되면 상기 샤프트스프링(790)의 탄성력을 받으면서 상기 캠샤프트(720)가 폄심축(710)과 함께 회전되면서 샤프트하우징(730) 속을 이동하면서 구동기어(750)를 편심축(710)이 편심된 각도 범위 내에서 왕복회전하게 된다.Accordingly, when the cam disc 700 is rotated, while receiving the elastic force of the shaft spring 790, the cam shaft 720 rotates with the 폄 core 710 while moving in the shaft housing 730 while driving the gear ( 750), the eccentric shaft 710 is reciprocated within the eccentric angle range.

이에 따라, 종동기어(770)도 대응되게 회전유동되면서 마치 꼬리를 흔들듯이 제3분절부(130)를 유동시켜 로봇물고기가 원활하게 움직일 수 있게 하여 준다.Accordingly, the driven gear 770 also flows in a corresponding manner, thereby allowing the robot fish to move smoothly by flowing the third segment 130 as if waving its tail.

이러한 구조는 앞선 실시예와 달리 모터가 계속 한 방향으로만 회전해도 캠-엑츄에이터 구조에 의해 자동적으로 꼬리를 흔드는 운동이 가능한 장점이 있다.Unlike the previous embodiment, this structure has an advantage in that the motor can automatically swing its tail by the cam-actuator structure even if the motor continues to rotate in only one direction.

다시 말해, 앞서 설명한 실시예는 모터 자체가 정역방향으로 회전되면서 토크를 발생시켜야 하기 때문에 피로도가 증가할 수 있지만, 도 14의 실시예는 그 만큼 피로도를 줄일 수 있는 장점이 있다. In other words, the above-described embodiment may increase fatigue because the motor itself needs to generate torque while rotating in the normal direction, but the embodiment of FIG. 14 has an advantage of reducing fatigue as much.

이와 같이, 본 발명에 따른 로봇물고기는 다양한 기능 장착을 통해 원활한 유영이 가능하여 보다 장수명화를 달성하면서 장애물 회피능력이 뛰어나고, 특히 잠수시 회전잠수가 가능하도록 콘트롤러(300)가 제어함으로써 신속한 잠수가 가능하며, 또한 미세한 부력조절까지 가능하여 원하는 유영 높이에서 관람객에게 신선한 재미를 제공할 수 있다.As described above, the robot fish according to the present invention is capable of smooth swimming through various functions, thereby achieving a longer lifespan, and having excellent obstacle avoidance ability, and in particular, a rapid dive by controlling the controller 300 to enable rotational diving during diving. It is possible, and it is also possible to fine-tune buoyancy, providing fresh fun to visitors at a desired swimming height.

110: 제1분절부
120: 제2분절부
130: 제3분절부
210: 메인관절부
220: 서브관절부
300: 콘트롤러
110: first segment
120: second segment
130: third segment
210: main joint
220: sub joint
300: controller

Claims (8)

물고기 형상의 몸체부가 복수의 분절부로 분절되고, 각 분절부들은 관절부의 모터 구동에 의해 좌우 회전 유동되도록 구성되는 로봇물고기에 있어서;
상기 관절부는,
모터축(MOT)에 고정 설치되고 하면에 요홈부가 형성된 디스크 형상의 제1커플링(201)과,
상기 제1커플링(202)의 하면의 요홈부에 삽입 또는 이탈가능한 돌기부가 상면에 형성된 디스크 형상의 제2커플링(202)과,
상기 제2커플링(202)의 하면으로 돌출 형성되는 동력 전달축(203)과,
상기 동력전달축(203)에 결합되어 제2커플링(202)을 상기 제1 커플링(201)에 밀착시켜 탄력지지하는 스프링(204)과,
상기 스프링(204)을 지지하는 브라켓(205)과, 상기 브라켓(205)의 하부로 인출된 상기 동력전달축(203)의 하단부에 고정설치되어 회전력을 전달하시키기 위한 관절결합부(206)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 물고기.
In the fish-shaped body portion is divided into a plurality of segments, each segment is a robot fish configured to be rotated left and right by a motor drive of the joint;
The joint portion,
A disk-shaped first coupling 201 fixed to the motor shaft (MOT) and having a groove formed on its lower surface,
The second coupling 202 in the shape of a disk is formed on the upper surface of the protrusion that can be inserted or removed from the recess in the lower surface of the first coupling 202,
A power transmission shaft 203 protruding from a lower surface of the second coupling 202,
A spring 204 coupled to the power transmission shaft 203 to elastically support the second coupling 202 to the first coupling 201,
A bracket 205 for supporting the spring 204 and a joint coupling part 206 for fixing the lower portion of the power transmission shaft 203 drawn out below the bracket 205 to transmit rotational force are provided. Robot fish characterized in that it comprises.
청구항 1에 있어서,
상기 제2커플링(202)의 일측면으로 돌출 형성되는 센서바(207)와,
모터 브라켓에 고절설치되고, 상기 센서바(207)의 회전에 의해 회전 중점을 검출하기 위한 리미트 스위치(208)를 포함하여 구성되며,
상기 리미트 스위치(208)는, 모터 회전에 의해 좌우 왕복 회전각도의 중간 위치를 검출하도록 설치된 것을 특징으로 하는 로봇 물고기.
The method according to claim 1,
A sensor bar 207 protruding from one side of the second coupling 202,
It is installed on the motor bracket, and includes a limit switch 208 for detecting a rotational midpoint by rotation of the sensor bar 207,
The limit switch 208 is a robot fish, characterized in that installed to detect the intermediate position of the left and right reciprocating rotation angle by motor rotation.
청구항 1에 있어서,
상기 로봇물고기의 관절부 모터를 구동시키는 콘트롤러는,
상기 왕복 회전각도의 중간 위치에서 좌측 또는 우측 정지위치까지 회전시키는데 필요한 모터 구동시간을 설정하여두고,
상기 리미트 스위치가 회전 중간위치 검출신호를 검출하는 시점에, 좌측 또는 우측 정지 위치까지 회전시키는 모터구동시간을 재설정하여 모터 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 물고기.
The method according to claim 1,
The controller for driving the joint motor of the robot fish,
Set the motor driving time required to rotate from the intermediate position of the reciprocating rotation angle to the left or right stop position,
When the limit switch detects the rotation intermediate position detection signal, the robot fish characterized in that to control the motor driving by resetting the motor driving time to rotate to the left or right stop position.
청구항 1에 있어서,
상기 로봇 물고기 몸체부에는, 부력조절유닛(400)이 더 설치되되,
상기 부력조절유닛(400)은 로봇물고기의 전진방향으로 개방된 호형상의 인테이크(INTAKE)(410)와, 상기 인테이크(410)의 하단에 조립된 임펠러하우징(412)과, 상기 임펠러하우징(412)에 내장된 임펠러(414) 및 임펠러모터(416)와, 상기 임펠러하우징(412)의 하단에 조립되고 로봇물고기의 제1분절부(110)를 상하로 관통하여 저면에 노출되게 배관된 물도입관(420)과, 상기 물도입관(420)의 단부에 조립된 디퓨져(430)로 이루어진 것을 특징으로 하는 로봇물고기.
The method according to claim 1,
The robot fish body portion, the buoyancy control unit 400 is further installed,
The buoyancy control unit 400 is an arc-shaped intake (INTAKE) 410 opened in the advancing direction of the robot fish, an impeller housing 412 assembled to the lower end of the intake 410, and the impeller housing 412 ) Built in the impeller 414 and the impeller motor 416 and the impeller housing 412, the water introduction pipe which is assembled at the bottom of the impeller housing 412 and penetrates the first segment 110 of the robot fish up and down to expose the bottom surface. Robot fish, characterized in that consisting of a diffuser (430) assembled to the end of the (420), the water introduction pipe (420).
청구항 4에 있어서,
상기 디퓨져(430)는 상기 물도입관(420)의 단부 형상에 맞춰 끼움 조립될 수 있는 형상의 디퓨져관(432)과, 상기 디퓨져관(432)의 내경을 따라 일정간격을 두고 선회류 반대방향으로 각지게 돌출된 삼각돌기(434)로 이루어진 것을 특징으로 하는 로봇물고기.
The method according to claim 4,
The diffuser 430 is a diffuser pipe 432 of a shape that can be fitted to fit the end shape of the water introduction pipe 420, and a predetermined distance along the inner diameter of the diffuser pipe 432 in the opposite direction to the swirl flow Robot fish characterized in that it consists of a triangular projection (434) protruding at an angle.
청구항 1에 있어서,
상기 로봇 물고기 몸체부는 전체가 플렉시블한 스킨(600)이 씌워져 보호되고
상기 스킨(600)은 제1수평부(610)와, 상기 제1수평부(610)로부터 경사 연장된 제1경사부(620)와, 상기 제1경사부(620)로부터 다시 일정길이 경사연장되면서 유영시 신축변형되는 경사변형부(630)와, 상기 경사변형부(630)의 단부로부터 단차지게 경사연장된 제2경사부(640)와, 상기 제2경사부(640)로부터 수평연장된 제2수평부(650)로 이루어지며, 이 구조가 연속적으로 반복되게 구성된 것을 특징으로 하는 로봇믈고기.
The method according to claim 1,
The entire body of the robot fish is covered with a flexible skin 600 and protected.
The skin 600 includes a first horizontal portion 610, a first inclined portion 620 extending inclined from the first horizontal portion 610, and a predetermined length inclined extension from the first inclined portion 620 again. As it is swimming, the inclined deformation part 630 which is elastically deformed during swimming, and the second inclined part 640 which is stepwise inclined from the end of the inclined deformation part 630, and horizontally extended from the second inclined part 640 It is made of a second horizontal portion 650, the robot meat characterized in that this structure is configured to be repeated continuously.
청구항 6에 있어서,
상기 스킨(600)에는 OLED 또는 LED가 더 설치되고, 콘트롤러(300)와 연결되어 제어신호에 따라 색상을 달리 구현하여 시간에 따라 색상 변화가 이루어진 카멜레온형으로 구현된 것을 특징으로 하는 로봇물고기.
The method according to claim 6,
A robot fish characterized in that an OLED or an LED is further installed on the skin 600 and is connected to the controller 300 to implement colors differently according to a control signal, so that color changes over time.
어수(魚首)를 포함하는 제1분절부(110)와, 어수와 어미 사이의 몸통 일부에 해당하며 회전유영시 기준점을 제공하는 제2분절부(120)와, 어미(魚尾)를 포함하는 제3분절부(130)로 분절되고; 상기 제1분절부(110)와 제2분절부(120)는 메인관절부(210)에 의해 힌지고정되어 상호 회전유동 가능하게 조립되며, 상기 제2분절부(120)와 제3분절부(130)는 서브관절부(220)에 의해 힌지고정되어 상호 회전유동 가능하게 조립된 로봇물고기에 있어서;
상기 메인관절부(210)는 제1모터(212)에 의해 회전구동되고;
상기 서브관절부(220)는 제2모터(222)에 의해 회전구동되며;
상기 제1분절부(110) 내부에는 상기 제1,2모터(212,222)의 구동과 전원공급을 제어하는 콘트롤러(300)가 내장되고;
상기 제1,2,3분절부(110,120,130)의 조립부와 피조립부가 조립될 때 조립부에 마련된 조립경계부(500)에는 오링(510)이 이중으로 형성되고, 오링(510)들 사이 폭에는 씰러(540)가 도포되며, 오링(510)과 간격을 두고 후크(520)를 형성하고, 상대물인 피조립부에는 후크걸림부(530)를 형성하여 서로 끼워맞출 때 후크 결합되면서 이중 씰링이 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 로봇물고기.
The first segment part 110 including fish water and the second segment part 120 corresponding to a part of the body between the fish water and the mother and providing a reference point when swimming is rotated, and the mother segment Segmented into a third segment 130; The first segment part 110 and the second segment part 120 are hinged and fixed by the main joint part 210 so as to be rotatable with each other, and the second segment part 120 and the third segment part 130 ) Is in the robot fish which is hinged and fixed by the sub-joint part 220 and is assembled to be able to rotate with each other;
The main joint part 210 is rotationally driven by the first motor 212;
The sub-joint portion 220 is rotationally driven by the second motor 222;
A controller 300 for controlling driving and power supply of the first and second motors 212 and 222 is built in the first segment 110;
When the assembling portion and the to-be-assembled portion of the first, second and third segment portions 110, 120 and 130 are assembled, the O-ring 510 is formed on the assembly boundary 500 provided in the assembling portion, and the width between the O-rings 510 is The sealer 540 is applied, and the hook 520 is formed at a distance from the O-ring 510, and the hook engaging portion 530 is formed on the counterpart to be assembled, so as to fit into each other, the hooks are combined and double sealing is possible. Robot fish, characterized in that configured to.
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