KR20210131646A - Robot Structure for Performing Emotion Recognition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 감정인식을 수행하는 로봇 구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 헤드부에 구비된 카메라를 통해 사용자의 감정정보를 인식하여 무드등을 제어할 수 있고 헤드부가 본체부를 따라 유려한 고갯짓을 수행할 수 있는 로봇 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a robot structure for performing emotion recognition, and more particularly, it can control mood lights by recognizing user's emotion information through a camera provided in the head part, and the head part performs a graceful nod along the body part. It is about a robot structure that can do it.
스마트 스피커에 적용되고 있는 종래의 로봇 구조체는, 음향신호, 및 환경신호 등을 감지하여 관리서버로 송신하여 사용자의 음성을 인식하거나, 상기 관리서버와 사용자의 모바일기기 간의 상호 데이터 전송을 수행하는 방식으로 사용되고 있다.A conventional robot structure applied to a smart speaker detects an acoustic signal and an environmental signal and transmits it to the management server to recognize the user's voice, or to perform mutual data transmission between the management server and the user's mobile device is being used as
종래와 같은 로봇 구조체는 단순하게 사용자의 음성을 인식하여 반응하여 동작하기 때문에, 사용기간이 길어질수록 사용자의 흥미가 떨어질 수 있다. 또한, 사용자의 음성을 인식하는 능력이 정밀하지 않아, 사용자가 로봇 구조체에게 음성을 인식시키기 위하여 동일한 문장을 반복해야 하는 불편함도 여전히 지속되고 있다.Since the conventional robot structure simply recognizes and reacts to the user's voice, the user's interest may decrease as the period of use increases. In addition, since the ability to recognize the user's voice is not precise, the inconvenience of the user having to repeat the same sentence in order to recognize the voice to the robot structure is still continuing.
또한, 상기 로봇 구조체는 스피커모듈의 역할에 집중하여 로봇 구조체의 모션이 없거나 간단하여 사용자의 흥미를 유발하지 못하거나, 복잡한 하드웨어장치 및 센서부를 내장함에 따라 로봇 구조체의 복잡한 모션을 수행하지만 그 가격이 매우 비싼 문제점이 있다.In addition, the robot structure concentrates on the role of the speaker module and does not cause the user's interest because there is no or simple motion of the robot structure, or performs complex motion of the robot structure as a complex hardware device and sensor unit are built in, but the price is low The problem is that it is very expensive.
또한, 스피커로부터 발생되는 진동으로 인해 핵심 부품에 피로를 누적시킬 수 있어 로봇 구조체의 치명적인 결함을 유발할 수 있는 문제점이 있다.In addition, there is a problem that may cause a fatal defect in the robot structure because fatigue may be accumulated in the core parts due to the vibration generated from the speaker.
본 발명은 헤드부에 구비된 카메라를 통해 사용자의 감정정보를 인식하여 무드등을 제어할 수 있고 헤드부가 본체부를 따라 유려한 고갯짓을 수행할 수 있는 로봇 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a robot structure that can control mood lights by recognizing the user's emotional information through a camera provided in the head part and that the head part can perform a graceful nod along the body part.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 무드등을 포함하는 본체부, 상기 본체부 위에서 움직임이 가능한 헤드부, 및 제어부를 포함하는 로봇 구조체로서, 상기 헤드부는, 회전가능한 회전축; 곡선형태의 제1가이드부를 포함하고, 상기 회전축에 의하여 회전운동하는 제1움직임모듈; 하부엑츄에이터 및 곡선형태의 제2가이드부를 포함하고, 상기 제1가이드부에 의하여 가이드되면서 상기 하부엑츄에이터의 동력에 의하여, 상기 회전축의 축방향에 경사진 제1곡선을 따라 곡선병진운동을 하는 제2움직임모듈; 상부엑츄에이터를 포함하고, 상기 제2가이드부에 의하여 가이드되면서 상기 상부엑츄에이터의 동력에 의하여, 상기 회전축의 축방향에 경사진 제2곡선을 따라 곡선병진운동을 하는 제3움직임모듈; 시각화된 정보를 표시하는 디스플레이; 및 영상을 촬영하는 카메라;를 포함하고, 상기 제어부는, 카메라로부터 수신한 원본영상에 대하여 해상도조절을 수행한 크기조절영상을 생성하는 단계; 및 상기 크기조절영상으로부터 기계학습된 모델 혹은 규칙기반 모델을 이용하여 얼굴영역정보를 생성하는 단계;를 수행하는 얼굴영역검출부; 상기 원본영상에 대하여 상기 얼굴영역정보를 적용하여 원본영상의 얼굴영역에 대하여 기계학습된 모델 혹은 규칙기반 모델을 이용하여 원본영상으로부터 감정정보를 추출하는 감정인식부; 및 상기 감정인식부에 의하여 도출된 감정정보에 기초하여 상기 디스플레이, 무드등, 하부엑츄에이터, 및 상부엑츄에이터 중 1 이상을 동작하는 제어신호를 생성하는 제어명령생성부를 포함하는, 로봇 구조체를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a robot structure including a main body including a mood lamp, a head movable on the main body, and a control unit, wherein the head unit includes a rotatable rotating shaft; a first motion module including a first guide part having a curved shape and rotating by the rotation shaft; It includes a lower actuator and a curved second guide part, and while being guided by the first guide part, by the power of the lower actuator, a second curved translation motion along the first curve inclined in the axial direction of the rotation shaft. motion module; a third motion module including an upper actuator and performing a curved translational motion along a second curve inclined in the axial direction of the rotation shaft by the power of the upper actuator while being guided by the second guide part; a display for displaying the visualized information; and a camera that captures an image, wherein the controller includes: generating, by the controller, a size-adjusted image in which resolution is adjusted on the original image received from the camera; and generating face region information using a machine-learned model or a rule-based model from the scaled image; an emotion recognition unit for extracting emotion information from the original image by applying the facial region information to the original image and using a machine-learned model or a rule-based model for the facial region of the original image; and a control command generator for generating a control signal for operating at least one of the display, mood lamp, lower actuator, and upper actuator based on the emotion information derived by the emotion recognition unit, providing a robot structure.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제1움직임모듈은, 상단부에 상기 제1곡선의 곡률을 갖는 치형부재가 형성된 하부레일; 및 일부가 상기 하부레일과 결합되고, 상면의 일부에 상기 제1가이드부가 형성된 하부레일지지부;를 더 포함하고, 상기 하부레일지지부는 상기 회전축에 결합되어 상기 회전축에 의하여 회전운동하고, 상기 크기조절영상은 상기 원본영상보다 해상도 및 화질 중 1 이상의 열화되는 영상에 해당하는, 로봇 구조체를 제공한다.In one embodiment of the present invention, the first movement module, the lower rail is formed with a tooth member having a curvature of the first curve at an upper end; and a lower rail support part coupled to the lower rail and having the first guide part formed on a part of the upper surface, wherein the lower rail support part is coupled to the rotary shaft and rotates by the rotary shaft, and the size adjustment The image corresponds to an image that is deteriorated at least one of a resolution and a picture quality than the original image, and provides a robot structure.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 감정인식부는 상기 원본영상의 얼굴영역의 복수의 이미지 시퀀스를 기설정된된 프레임 주기에 따라 획득하고, 상기 복수의 이미지 시퀀스를 기계학습된 모델, 예를들어 학습된 RNN, LSTM 모델에 입력하여 이로부터 감정정보를 획득하는, 로봇 구조체를 제공한다.In an embodiment of the present invention, the emotion recognition unit acquires a plurality of image sequences of the face region of the original image according to a preset frame period, and uses the plurality of image sequences in a machine-learned model, for example, a trained model. It provides a robot structure that inputs to RNN and LSTM models and obtains emotion information from them.
본 발명의 일 실시예에서는, 제2움직임모듈은, 상기 하부엑츄에이터의 하측에 배치되어 상기 하부엑츄에이터를 지지하고, 하측에 제1가이드접속부가 형성된 하부엑츄에이터지지부;를 더 포함하고, 상기 제1가이드접속부는 상기 제1가이드부 상에서 가이딩되어 슬라이딩하는, 로봇 구조체를 제공한다.In one embodiment of the present invention, the second motion module, is disposed below the lower actuator to support the lower actuator, the lower actuator support portion having a first guide connection portion formed on the lower side; further comprising, the first guide The connection part provides a robot structure that is guided and slid on the first guide part.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 로봇 구조체가 얼굴영역검출부, 감정인식부, 및 제어명령생성부로 구성되는 제어부를 탑재함으로써, 사용자의 감정정보를 인식할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the robot structure is equipped with a control unit composed of a face region detection unit, an emotion recognition unit, and a control command generation unit, thereby exhibiting the effect of recognizing the user's emotion information.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 얼굴영역검출부의 동작에 의하여 원본영상으로부터 해상도를 포함하는 크기조절영상을 추출함으로써 얼굴영역을 빠르게 검출하여 로봇 구조체가 보다 신속한 동작을 수행할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by extracting the size adjustment image including the resolution from the original image by the operation of the face region detection unit, the facial region can be detected quickly, thereby exhibiting the effect that the robot structure can perform faster operation. have.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본체부가 고정되고 헤드부가 본체부를 따라 흐르듯이 움직임으로써, 비교적 단순한 모션인 고갯짓을 수행하면서 사용자의 흥미를 유발함과 동시에 제품 가격이 비교적 저렴할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the body part is fixed and the head part moves as if it flows along the body part, thereby generating interest from the user while performing a relatively simple motion of the head, and at the same time exhibiting the effect that the product price can be relatively low. have.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 진동흡수부재가 스피커모듈의 출력에 의한 진동을 헤드부로 전달하는 것을 방지함으로써, 스피커모듈의 진동을 완충할 수 있는 진동분리구조를 이룰 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by preventing the vibration absorbing member from transmitting the vibration generated by the output of the speaker module to the head unit, it is possible to achieve the effect of achieving a vibration separation structure capable of buffering the vibration of the speaker module. .
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1움직임모듈은 회전축에 의하여 회전운동을 하고, 제2움직임모듈은 하부레일지지부에 형성된 제1가이드부에 의하여 가이드되면서 하부엑츄에이터의 동력에 의하여 회전축의 축방향에 경사진 제1곡선을 따라 곡선병진운동을 하고, 제3움직임모듈은 상부레일지지부에 형성된 제2가이드부에 의하여 가이드되면서 상부엑츄에이터의 동력에 의하여 회전축의 축방향에 경사진 제2곡선을 따라 곡선병진운동을 함에 따라, 헤드부가 본체부를 따라 흐르듯이 움직일 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first motion module rotates by the rotation shaft, and the second motion module is guided by the first guide part formed on the lower rail support part in the axial direction of the rotation shaft by the power of the lower actuator. A curved translation motion is performed along the first curve inclined to the As the curved translational motion is performed, it is possible to exert the effect that the head part moves as if it flows along the body part.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전축, 제1움직임모듈, 제2움직임모듈, 및 제3움직임모듈이 적층 구조를 이룸으로써, 헤드부 내부의 불필요한 공간을 줄일 수 있고 헤드부의 크기를 소형화 할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the rotation shaft, the first motion module, the second motion module, and the third motion module form a stacked structure, so that unnecessary space inside the head can be reduced and the size of the head can be miniaturized. can have an effect.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 헤드엑츄에이터덮개가 헤드엑츄에이터의 불필요한 움직임을 방지함에 따라, 로봇 구조체의 동작 안정성을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, as the head actuator cover prevents unnecessary movement of the head actuator, it is possible to exhibit the effect of improving the operational stability of the robot structure.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 측벽이 스피커케이스고정부에 형성되어 진동흡수부재의 측면을 고정함에 따라, 진동흡수부재의 불필요한 움직임을 방지하여 로봇 구조체의 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, as the side wall is formed in the speaker case fixing part to fix the side of the vibration absorbing member, unnecessary movement of the vibration absorbing member is prevented and the product reliability of the robot structure can be improved. can
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 구조체의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드부의 내부구성요소를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드부의 내부구성요소를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드부의 내부구성요소를 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 본체부의 내부구성요소를 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 감정인식을 수행하고, 디스플레이, 무드등, 헤드엑츄에이터, 하부엑츄에이터, 및 상부엑츄에이터 중 1 이상을 제어하는 제어신호를 생성하는 제어부의 내부구성을 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 얼굴영역검출부의 동작을 설명하기 위한 영상 프레임 일부를 도시한다.1 schematically shows a perspective view of a robot structure according to an embodiment of the present invention.
2 schematically shows the internal components of a head part according to an embodiment of the present invention.
3 schematically shows the internal components of the head part according to an embodiment of the present invention.
4 schematically shows the internal components of a head part according to an embodiment of the present invention.
5 schematically shows the internal components of the body part according to an embodiment of the present invention.
6 shows an internal configuration of a control unit that performs emotion recognition according to an embodiment of the present invention and generates a control signal for controlling at least one of a display, a mood lamp, a head actuator, a lower actuator, and an upper actuator.
7 illustrates a portion of an image frame for explaining the operation of the face region detection unit according to an embodiment of the present invention.
이하에서는, 다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.Hereinafter, various embodiments and/or aspects are disclosed with reference to the drawings. In the following description, for purposes of explanation, numerous specific details are set forth to provide a thorough understanding of one or more aspects. However, it will also be recognized by one of ordinary skill in the art that such aspect(s) may be practiced without these specific details. The following description and accompanying drawings set forth in detail certain illustrative aspects of one or more aspects. These aspects are illustrative, however, and some of the various methods in principles of the various aspects may be employed, and the descriptions set forth are intended to include all such aspects and their equivalents.
또한, 다양한 양상들 및 특징들이 다수의 디바이스들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있는 시스템에 의하여 제시될 것이다. 다양한 시스템들이, 추가적인 장치들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있다는 점 그리고/또는 도면들과 관련하여 논의된 장치들, 컴포넌트들, 모듈들 등 전부를 포함하지 않을 수도 있다는 점 또한 이해되고 인식되어야 한다.Further, various aspects and features will be presented by a system that may include a number of devices, components and/or modules, and the like. It is also noted that various systems may include additional devices, components, and/or modules, etc. and/or may not include all of the devices, components, modules, etc. discussed with respect to the drawings. must be understood and recognized.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.As used herein, “embodiment”, “example”, “aspect”, “exemplary”, etc. may not be construed as an advantage or advantage in any aspect or design described above over other aspects or designs. .
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the term “or” is intended to mean an inclusive “or” rather than an exclusive “or.” That is, unless otherwise specified or clear from context, "X employs A or B" is intended to mean one of the natural implicit substitutions. That is, X employs A; X employs B; or when X employs both A and B, "X employs A or B" may apply to either of these cases. It should also be understood that the term “and/or” as used herein refers to and includes all possible combinations of one or more of the listed related items.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Also, the terms "comprises" and/or "comprising" mean that the feature and/or element is present, but excludes the presence or addition of one or more other features, elements and/or groups thereof. should be understood as not
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의하여 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Also, terms including an ordinal number such as 1st, 2nd, etc. may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, in the embodiments of the present invention, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, are generally understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. have the same meaning as Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in an embodiment of the present invention, an ideal or excessively formal meaning is not interpreted as
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 구조체(1)의 사시도를 개략적으로 도시한다.1 schematically shows a perspective view of a
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 로봇 구조체(1)는 본체케이스(2000)에 의해 내부를 보호하고, 상측에 무드등(7000)을 구비하는 본체부(1000), 및 헤드케이스(4000)에 의해 내부를 보호하고, 일측에 카메라(5000), 및 디스플레이(6000)를 구비하는 헤드부(3000)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1 , the
상기 본체부(1000)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 본체케이스(2000)에 의해 내부를 보호할 수 있다. 상기 본체케이스(2000)는 상기 본체부(1000)의 내부에 내장된 스피커모듈(미도시)로부터 출력되는 음향을 외부로 전달하기 위한 다수의 홀을 일부에 포함할 수 있다. 즉, 상기 로봇 구조체(1)는 상기 다수의 홀을 통해 상기 스피커모듈(미도시)로부터 출력되는 음향을 외부로 전달할 수 있다. 상기 본체케이스(2000)는 패브릭, 및 가죽 중 하나의 재질로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않고 사용자에게 따뜻한 느낌을 줄 수 있는 재질로 형성될 수 있다.The
또한, 상기 본체부(1000)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상측에 상기 무드등(7000)을 구비할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 로봇 구조체(1)는, 상기 헤드부(3000)에 구비된 상기 카메라(5000)에서 입력되는 영상을 분석하고, 사용자의 얼굴을 인식하여 감정상태를 판정하여 상기 무드등(7000)으로 RGB LED를 이용하여 적절한 조명 효과를 표출할 수 있다. 즉, 상기 로봇 구조체(1)는 상기 무드등(7000)을 통해 상기 카메라(5000)로부터 인식된 사용자의 감성을 RGB LED로 표현할 수 있고, 사용자의 시각을 자극할 수 있다.In addition, the
한편, 상기 헤드부(3000)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 헤드케이스(4000)에 의해 내부를 보호하고, 일측에 상기 카메라(5000), 및 상기 디스플레이(6000)를 구비할 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 로봇 구조체(1)는, 상기 헤드부(3000)에 구비된 상기 카메라(5000)에서 입력되는 영상을 분석하고, 사용자의 얼굴을 인식하여 감정상태를 판정할 수 있다. 즉, 상기 로봇 구조체(1)는 상기 디스플레이(6000)를 통해 상기 카메라(5000)로부터 인식된 사용자의 감성에 대응하는 적절한 화면 효과를 표출할 수 있다.On the other hand, the
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 헤드부(3000)의 내부구성요소에 대하여 상세하게 서술하기로 한다.Hereinafter, the internal components of the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 헤드부(3000)의 내부구성요소를 개략적으로 도시한다.2 schematically shows the internal components of the
본 발명의 일 실시예에 따른, 무드등(7000)을 포함하는 본체부(1000), 상기 본체부(1000) 위에서 움직임이 가능한 헤드부(3000), 및 제어부(10000)를 포함하는 로봇 구조체(1)로서, 상기 헤드부(3000)는, 회전가능한 회전축(3100); 곡선형태의 제1가이드부(3221)를 포함하고, 상기 회전축(3100)에 의하여 회전운동하는 제1움직임모듈(3200); 하부엑츄에이터(3310) 및 곡선형태의 제2가이드부(3351)를 포함하고, 상기 제1가이드부(3221)에 의하여 가이드되면서 상기 하부엑츄에이터(3310)의 동력에 의하여, 상기 회전축(3100)의 축방향에 경사진 제1곡선을 따라 곡선병진운동을 하는 제2움직임모듈(3300); 및 상부엑츄에이터(3420)를 포함하고, 상기 제2가이드부(3351)에 의하여 가이드되면서 상기 상부엑츄에이터(3420)의 동력에 의하여, 상기 회전축(3100)의 축방향에 경사진 제2곡선을 따라 곡선병진운동을 하는 제3움직임모듈(3400);을 포함하고, 상기 제1곡선 및 상기 제2곡선은 상기 회전축(3100)에 수직한 평면에서 서로 경사질 수 있다.A robot structure including a
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 제1움직임모듈(3200)은, 상단부에 상기 제1곡선의 곡률을 갖는 치형부재가 형성된 하부레일(3210); 및 일부가 상기 하부레일(3210)과 결합되고, 상면의 일부에 상기 제1가이드부(3221)가 형성된 하부레일지지부(3220);를 더 포함하고, 상기 하부레일지지부(3220)는 상기 회전축(3100)에 결합되어 상기 회전축(3100)에 의하여 회전운동할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 헤드부(3000)는 회전가능한 상기 회전축(3100), 회전운동을 하는 상기 제1움직임모듈(3200), 상기 제1곡선을 따라 곡선병진운동을 하는 상기 제2움직임모듈(3300), 및 상기 제2곡선을 따라 곡선병진운동을 하는 상기 제3움직임모듈(3400)을 포함할 수 있고, 상기 회전축(3100), 상기 제1움직임모듈(3200), 상기 제2움직임모듈(3300), 및 상기 제3움직임모듈(3400)은 적층 구조를 이룰 수 있다. 즉, 상기 헤드부(3000)의 내부에서 상기 회전축(3100), 상기 제1움직임모듈(3200), 상기 제2움직임모듈(3300), 및 상기 제3움직임모듈(3400)이 적층 구조를 이룸으로써, 상기 헤드부(3000) 내부의 불필요한 공간을 줄일 수 있고 상기 헤드부(3000)의 크기를 소형화 할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.As shown in FIG. 2 , the
상기 회전축(3100)은, 본 발명의 일 실시예에서, 후술하는 헤드엑츄에이터(1100)에 의해 회전가능할 수 있다. 이에 대한 내용은 도 5에서 상세하게 후술하기로 한다.The
한편, 상기 제1움직임모듈(3200)은, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 회전축(3100)의 상측에 배치되고, 상기 회전축(3100)의 일단과 결합할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제1움직임모듈(3200)은, 상단부에 상기 제1곡선의 곡률을 갖는 치형부재가 형성된 하부레일(3210); 및 일부가 상기 하부레일(3210)과 결합되고, 상면의 일부에 상기 제1가이드부(3221)가 형성된 하부레일지지부(3220);를 더 포함할 수 있다. On the other hand, the
상기 하부레일(3210)은, 본 발명의 일 실시예에서, 상단부에 상기 제1곡선의 곡률을 갖는 치형부재가 형성될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하부레일(3210)은, 본 발명의 일 실시예에서, 상단부가 상기 제1곡선의 곡률을 갖는 형태로 형성될 수 있다. 상기 제1곡선은, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 회전축(3100)의 축방향에 경사진 곡선이고, 상기 본체부(1000)를 따라 흐르는 곡선과 동일할 수 있다.The
한편, 상기 하부레일지지부(3220)는, 본 발명의 일 실시예에서, 일부가 상기 하부레일(3210)과 결합되고, 상면의 일부에 상기 제1가이드부(3221)가 형성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 하부레일지지부(3220)는 일부에 상기 하부레일(3210)을 배치하여 볼트로 체결할 수 있고, 상면의 일부에 상기 제1가이드부(3221)가 형성될 수 있다. 상기 제1가이드부(3221)에 대한 내용은 도 3에서 후술하기로 한다. Meanwhile, in an embodiment of the present invention, the lower
또한, 상기 하부레일지지부(3220)는, 본 발명의 일 실시예에서, 하측에 배치된 회전축(3100)의 일단과 결합할 수 있다. 즉, 상기 하부레일지지부(3220)가 상기 회전축(3100)과 결합함에 따라, 상기 회전축(3100)이 회전하는 경우 상기 제1움직임모듈(3200)이 회전할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제1움직임모듈(3200)은 하측에 배치된 상기 회전축(3100)에 결합되어 상기 회전축(3100)에 의하여 회전운동 할 수 있다. In addition, the lower
한편, 상기 제2움직임모듈(3300)은, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 하부엑츄에이터(3310), 하부기어(3320), 하부엑츄에이터축(3330), 및 하부엑츄에이터지지부(3340)를 포함할 수 있다. On the other hand, the
상기 하부엑츄에이터(3310)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1움직임모듈(3200)의 상측에 배치될 수 있다. 바람직하게는, 상기 하부엑츄에이터(3310)는, 상기 제1움직임모듈(3200)의 상측에 배치된 상기 하부엑츄에이터지지부(3340)의 상측에 배치되어 지지되고, 상기 하부엑츄에이터지지부(3340)와 볼트로 체결되어 결합할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 하부엑츄에이터(3310)는 모터일 수 있으나, 이에 한정하지 않고 동력을 발생시킬 수 있는 기기를 사용 환경에 따라 선택적으로 사용할 수 있다. The
한편, 상기 하부기어(3320)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 하부엑츄에이터(3310)의 일측면에 배치되어 상기 하부엑츄에이터(3310)와 볼트로 체결되어 결합할 수 있다. 또한, 상기 하부기어(3320)는 외주면에 치형부재를 구비하여 상기 제1움직임모듈(3200)에 구비된 상기 하부레일(3210)의 상단부와 치합 할 수 있다.Meanwhile, in an embodiment of the present invention, the
한편, 상기 하부엑츄에이터축(3330)은, 본 발명의 일 실시예에서, 일단이 상기 하부엑츄에이터(3310)와 결합될 수 있다. 상기 하부엑츄에이터축(3330)의 일단이 상기 하부엑츄에이터(3310)와 결합됨에 따라, 상기 하부엑츄에이터축(3330)은 상기 하부엑츄에이터(3310)의 동력에 의하여 회전운동할 수 있다. 또한, 상기 하부엑츄에이터축(3330)은, 본 발명의 일 실시예에서, 타단이 상기 하부기어(3320)와 결합될 수 있다. 상기 하부엑츄에이터축(3330)의 타단이 상기 하부기어(3320)와 결함됨에 따라, 상기 하부엑츄에이터축(3330)의 회전운동에 의하여 상기 하부기어(3320)가 회전운동할 수 있다. 즉, 상기 하부엑츄에이터축(3330)은, 일단에 결합된 상기 하부엑츄에이터(3310)의 동력에 의하여 회전운동 할 수 있고, 타단에 결합된 상기 하부기어(3320)로 상기 동력을 전달하여 상기 하부기어(3320)를 회전운동시킬 수 있다. 이와 같은 구조로 인해, 상기 하부기어(3320)가 회전운동하면서 상기 하부레일(3210)의 상단부와 치합하여 상기 제1곡선을 따라 곡선병진운동을 할 수 있다.On the other hand, the
한편, 상기 하부엑츄에이터지지부(3340)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 하부엑츄에이터(3310)의 하측에 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 하부엑츄에이터(3310)는, 상기 제1움직임모듈(3200)의 상측에 배치된 상기 하부엑츄에이터지지부(3340)의 상측에 배치되어 지지되고, 상기 하부엑츄에이터지지부(3340)와 볼트로 체결되어 결합할 수 있다. 즉, 상기 하부엑츄에이터지지부(3340)는 상기 하부엑츄에이터(3310)의 하측에 배치되고, 상기 하부엑츄에이터(3310)와 볼트로 체결되어 상기 하부엑츄에이터(3310)를 지지할 수 있다.Meanwhile, the lower
상기와 같이, 상기 하부엑츄에이터지지부(3340)에 의하여 상기 하부엑츄에이터(3310)가 지지되고, 상기 하부엑츄에이터축(3330)으로부터 전달된 상기 하부엑츄에이터(3310)의 동력에 의하여 상기 하부기어(3320)가 회전함에 따라, 상기 하부기어(3320)와 상기 하부레일(3210)의 상단부가 서로 치합 될 수 있고, 이를 통해 상기 하부엑츄에이터지지부(3340)가 상기 하부레일지지부(3220) 상에서 가이딩되어 이동할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제2움직임모듈(3300)은, 상기 하부레일지지부(3220)에 형성된 상기 제1가이드부(3221)에 의하여 가이드되면서 상기 하부엑츄에이터(3310)의 동력에 의하여 상기 회전축(3100)의 축방향에 경사진 상기 제1곡선을 따라 곡선병진운동을 할 수 있다. 이를 통해, 상기 헤드부(3000)가 상기 본체부(1000)를 따라 흐르듯이 움직일 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.As described above, the
또한, 상기 하부엑츄에이터지지부(3340)는 본 발명의 일 실시예에서, 일측면에 제1스토퍼(3360)를 포함할 수 있다. 상기 제1스토퍼(3360)는, 상기 제2움직임모듈(3300)이 상기 하부엑츄에이터(3310)의 동력에 의해 이동할 때 기설정된 각도 범위에서 이동할 수 있도록 스토퍼의 역할을 수행할 수 있다.In addition, the lower
한편, 상기 제2움직임모듈(3300)은, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 상부레일지지부(3350)를 포함할 수 있다. 상기 상부레일지지부(3350)는, 본 발명의 일 실시예에서, 일부가 상부레일(3410)과 결합되고, 상면의 일부에 상기 제2가이드부(3351)가 형성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 상부레일지지부(3350)는 일부에 상기 상부레일(3410)을 배치하여 볼트로 체결할 수 있고, 상면의 일부에 상기 제2가이드부(3351)가 형성될 수 있다. 상기 제2가이드부(3351)에 대한 내용은 도 4에서 후술하기로 한다. Meanwhile, the
또한, 상기 상부레일지지부(3350)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 하부엑츄에이터(3310)의 상측에 배치되고, 상기 하부엑츄에이터(3310)와 볼트로 체결되어 결합할 수 있다. 즉, 상기 상부레일지지부(3350)와 상기 하부엑츄에이터(3310)가 결합됨에 따라, 상기 상부레일지지부(3350)는 상기 하부엑츄에이터(3310)의 동력에 의해 상기 제1곡선을 따라 곡선병진운동을 할 수 있다.In addition, the upper
한편, 상기 제3움직임모듈(3400)은, 본 발명의 일 실시예에서, 상부레일(3410), 상기 상부엑츄에이터(3420), 상부기어(3430), 상부엑츄에이터축(3440), 및 상부엑츄에이터지지부(3450)를 포함할 수 있다.On the other hand, the
상기 상부레일(3410)은, 본 발명의 일 실시예에서, 상단부에 상기 제2곡선의 곡률을 갖는 치형부재가 형성될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 상부레일(3410)은, 본 발명의 일 실시예에서, 상단부가 상기 제2곡선의 곡률을 갖는 형태로 형성될 수 있다. 상기 제2곡선은, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 회전축(3100)의 축방향에 경사진 곡선이고, 상기 본체부(1000)를 따라 흐르는 곡선과 동일할 수 있다.The
한편, 상기 상부엑츄에이터(3420)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 제2움직임모듈(3300)의 상측에 배치될 수 있다. 바람직하게는, 상기 상부엑츄에이터(3420)는, 상기 제2움직임모듈(3300)의 상측에 배치된 상기 상부엑츄에이터지지부(3450)의 상측에 배치되어 지지되고, 상기 상부엑츄에이터지지부(3450)와 볼트로 체결되어 결합할 수 있다. 또한, 상기 상부엑츄에이터(3420)는 상측에 상기 헤드케이스(4000)를 볼트로 체결하여 결합할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 상부엑츄에이터(3420)는 모터일 수 있으나, 이에 한정하지 않고 동력을 발생시킬 수 있는 기기를 사용 환경에 따라 선택적으로 사용할 수 있다.Meanwhile, the
한편, 상기 상부기어(3430)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 상부엑츄에이터(3420)의 일측면에 배치되어 상기 상부엑츄에이터(3420)과 볼트로 체결되어 결합할 수 있다. 또한, 상기 상부기어(3430)는 외주면에 치형부재를 구비하여 상기 제3움직임모듈(3400)에 구비된 상기 상부레일(3410)의 상단부와 치합 할 수 있다.Meanwhile, in an embodiment of the present invention, the
한편, 상기 상부엑츄에이터축(3440)은, 본 발명의 일 실시예에서, 일단이 상기 상부엑츄에이터(3420)와 결합될 수 있다. 상기 상부엑츄에이터축(3440)의 일단이 상기 상부엑츄에이터(3420)와 결합됨에 따라, 상기 상부엑츄에이터축(3440)은 상기 상부엑츄에이터(3420)의 동력에 의하여 회전운동할 수 있다. 또한, 상기 상부엑츄에이터축(3440)은, 본 발명의 일 실시예에서, 타단이 상기 상부기어(3430)와 결합될 수 있다. 상기 상부엑츄에이터축(3440)의 타단이 상기 상부기어(3430)와 결함됨에 따라, 상기 상부엑츄에이터축(3440)의 회전운동에 의하여 상기 상부기어(3430)가 회전운동할 수 있다. 즉, 상기 상부엑츄에이터축(3440)은, 일단에 결합된 상기 상부엑츄에이터(3420)의 동력에 의하여 회전운동 할 수 있고, 타단에 결합된 상기 상부기어(3430)로 상기 동력을 전달하여 상기 상부기어(3430)를 회전운동시킬 수 있다. 이와 같은 구조로 인해, 상기 상부기어(3430)가 회전운동하면서 상기 상부레일(3410)의 상단부와 치합하여 상기 제2곡선을 따라 곡선병진운동을 할 수 있다.On the other hand, the
한편, 상기 상부엑츄에이터지지부(3450)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 상부엑츄에이터(3420)의 하측에 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 상부엑츄에이터(3420)는, 상기 제2움직임모듈(3300)의 상측에 배치된 상기 상부엑츄에이터지지부(3450)의 상측에 배치되어 지지되고, 상기 상부엑츄에이터지지부(3450)와 볼트로 체결되어 결합할 수 있다. 즉, 상기 상부엑츄에이터지지부(3450)는 상기 상부엑츄에이터(3420)의 하측에 배치되고, 상기 상부엑츄에이터(3420)과 볼트로 체결되어 상기 상부엑츄에이터(3420)를 지지할 수 있다.Meanwhile, the upper
상기와 같이, 상기 하부엑츄에이터지지부(3340)에 의하여 상기 상부엑츄에이터(3420)가 지지되고, 상기 상부엑츄에이터축(3440)으로부터 전달된 상기 상부엑츄에이터(3420)의 동력에 의하여 상기 상부기어(3430)가 회전함에 따라, 상기 상부기어(3430)와 상기 상부레일(3410)의 상단부가 서로 치합 될 수 있고, 이를 통해 상기 상부엑츄에이터지지부(3450)가 상기 상부레일지지부(3350) 상에서 가이딩되어 이동할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 제3움직임모듈(3400)은, 상기 상부레일지지부(3350)에 형성된 상기 제2가이드부(3351)에 의하여 가이드되면서 상기 상부엑츄에이터(3420)의 동력에 의하여 상기 회전축(3100)의 축방향에 경사진 상기 제2곡선을 따라 곡선병진운동을 할 수 있다. 이를 통해, 상기 헤드부(3000)가 상기 본체부(1000)를 따라 흐르듯이 움직일 수 있는 효과를 발휘할 수 있다. 즉, 상기 본체부(1000)가 고정되고 상기 헤드부(3000)가 상기 본체부(1000)를 흐르듯이 움직임으로써, 비교적 단순한 모션인 고갯짓을 수행하면서 사용자의 흥미를 유발함과 동시에 제품 가격이 비교적 저렴할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.As described above, the
한편, 상기 제3움직임모듈(3400)은, 본 발명의 일 실시예에서, 제2스토퍼(3460)를 포함할 수 있다. 상기 제2스토퍼(3460)는 상기 상부레일(3410)의 일측면에 배치되어 볼트로 체결될 수 있다. 또한, 상기 제2스토퍼(3460)는 상기 제3움직임모듈(3400)이 상기 상부엑츄에이터(3420)의 동력에 의해 이동할 때 기설정된 각도 범위에서 이동할 수 있도록 스토퍼의 역할을 수행할 수 있다.Meanwhile, the
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1곡선 및 상기 제2곡선은 상기 회전축(3100)에 수직한 평면에서 서로 경사질 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1곡선 및 상기 제2곡선은 상기 본체부(1000)를 따라 흐르는 곡선과 동일할 수 있으나, 곡선의 방향은 서로 경사질 수 있다. 상기 제1곡선 및 상기 제2곡선이 서로 경사지는 평면은 상기 회전축(3100)에 수직한 평면이다. 이로 인해, 상기 제2움직임모듈(3300) 및 상기 제3움직임모듈(3400) 각각이 상기 제1곡선 및 상기 제2곡선을 따라 곡선병진운동을 할 때, 상기 헤드부(3000)가 상기 본체부(1000)를 따라 흐르듯이 움직일 수 있다. 또는, 상기 회전축(3100)에 수직한 평면은 상기 제1곡선의 중심을 외접하는 외접선, 및 상기 제2곡선의 중심을 외접하는 외접선과 평행이고, 상기 회전축(3100)은 상기 제1곡선의 중심을 외접하는 외접선, 및 상기 제2곡선의 중심을 외접하는 외접선과 수직일 수 있다. 이 때, 상기 제1곡선의 중심을 외접하는 외접선과 상기 제2곡선의 중심을 외접하는 외접선은 3차원 공간 상에서 서로 수직일 수 있다.Meanwhile, the first curve and the second curve according to an embodiment of the present invention may be inclined to each other in a plane perpendicular to the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 헤드부(3000)의 내부구성요소를 개략적으로 도시한다.3 schematically shows the internal components of the
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 제2움직임모듈(3300)은, 상기 하부엑츄에이터(3310)의 하측에 배치되어 상기 하부엑츄에이터(3310)를 지지하고, 하측에 제1가이드접속부(3341)가 형성된 하부엑츄에이터지지부(3340);를 더 포함하고, 상기 제1가이드접속부(3341)는 상기 제1가이드부(3221) 상에서 가이딩되어 슬라이딩할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 제2움직임모듈(3300)은, 상기 하부엑츄에이터(3310)의 일측면에 배치되어 상기 제1움직임모듈(3200)에 구비된 하부레일(3210)의 상단부와 치합하는 하부기어(3320); 및 상기 하부엑츄에이터(3310)의 동력에 의하여 회전운동하는 하부엑츄에이터축(3330);을 포함하고, 상기 하부엑츄에이터축(3330)은 상기 하부엑츄에이터(3310)의 동력을 상기 하부기어(3320)로 전달하고, 상기 하부엑츄에이터(3310)의 동력에 의하여 상기 하부기어(3320)가 회전운동하여 상기 제2움직임모듈(3300)이 상기 제1곡선을 따라 곡선병진운동을 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
전술한 바와 같이, 상기 제1움직임모듈(3200)은, 일부가 상기 하부레일(3210)과 결합되고, 상면의 일부에 상기 제1가이드부(3221)가 형성된 상기 하부레일지지부(3220)를 더 포함할 수 있고, 상기 제2움직임모듈(3300)은, 상기 하부엑츄에이터(3310)의 하측에 배치되어 상기 하부엑츄에이터(3310)를 지지하고, 하측에 상기 제1가이드접속부(3341)가 형성된 상기 하부엑츄에이터지지부(3340)를 더 포함할 수 있다.As described above, the
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1가이드부(3221)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 하부레일지지부(3220)의 상면의 일부에 배치되어 형성될 수 있다. 상기 제1가이드부(3221)는, 제1돌출부(3221.1), 및 상기 제1돌출부(3221.1)의 하측에 배치되어 형성된 제1홈부(3221.2)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3 , the
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1가이드접속부(3341)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 하부엑츄에이터지지부(3340)의 하측에 배치되어 형성될 수 있다. 상기 제1가이드접속부(3341)는, 제2돌출부(3341.1), 및 상기 제2돌출부(3341.1)의 상측에 배치되어 형성된 상기 제2홈부(3341.2)를 포함할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3 , the first
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1가이드접속부(3341)는 상기 제1가이드부(3221) 상에서 가이딩되어 슬라이딩할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제1돌출부(3221.1)와 상기 제2홈부(3341.2)가 서로 끼워져서 슬라이딩하고, 상기 제1홈부(3221.2)와 상기 제2돌출부(3341.1)가 서로 끼워져서 슬라이딩함으로써, 상기 제1가이드접속부(3341)는 상기 제1가이드부(3221) 상에서 가이딩되어 슬라이딩할 수 있다.That is, the first
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1가이드접속부(3341)와 상기 제1가이드부(3221)의 움직임을 원활하게 하기 위하여 상기 제1가이드접속부(3341) 및 상기 제1가이드부(3221) 각각의 표면에 윤활제를 도포할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제1가이드접속부(3341)와 상기 제1가이드부(3221)의 움직임을 원활하게 하기 위하여 상기 제1돌출부(3221.1), 상기 제1홈부(3221.2), 상기 제2돌출부(3341.1), 및 상기 제2홈부(3341.2)의 윤활제를 도포할 수 있다. 상기 윤활제는 액체 윤활제를 사용하는 것이 바람직하나, 작동 환경에 따라 기체 윤활제 혹은 고체 윤활제를 사용할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the first
한편, 상기 제2움직임모듈(3300)은, 전술한 바와 같이, 상기 하부기어(3320), 및 상기 하부엑츄에이터축(3330)을 포함할 수 있다.Meanwhile, as described above, the
상기 하부기어(3320)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 하부엑츄에이터(3310)의 일측면에 배치되어 상기 제1움직임모듈(3200)에 구비된 상기 하부레일(3210)의 상단부와 치합할 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 하부기어(3320)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 하부엑츄에이터(3310)의 일측면에 배치되어 상기 하부엑츄에이터(3310)와 볼트로 체결되어 결합할 수 있다. 또한, 상기 하부기어(3320)는 외주면에 치형부재를 구비하여 상기 제1움직임모듈(3200)에 구비된 상기 하부레일(3210)의 상단부와 치합 할 수 있다.The
한편, 상기 하부엑츄에이터축(3330)은, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 하부엑츄에이터(3310)의 동력에 의하여 회전운동할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 상기 하부엑츄에이터축(3330)은, 본 발명의 일 실시예에서, 일단이 상기 하부엑츄에이터(3310)와 결합될 수 있다. 상기 하부엑츄에이터축(3330)의 일단이 상기 하부엑츄에이터(3310)와 결합됨에 따라, 상기 하부엑츄에이터축(3330)은 상기 하부엑츄에이터(3310)의 동력에 의하여 회전운동할 수 있다. 또한, 상기 하부엑츄에이터축(3330)은, 본 발명의 일 실시예에서, 타단이 상기 하부기어(3320)와 결합될 수 있다. 상기 하부엑츄에이터축(3330)의 타단이 상기 하부기어(3320)와 결함됨에 따라, 상기 하부엑츄에이터축(3330)의 회전운동에 의하여 상기 하부기어(3320)가 회전운동할 수 있다. 즉, 상기 하부엑츄에이터축(3330)은, 일단에 결합된 상기 하부엑츄에이터(3310)의 동력에 의하여 회전운동 할 수 있고, 타단에 결합된 상기 하부기어(3320)로 상기 동력을 전달하여 상기 하부기어(3320)를 회전운동시킬 수 있다. 이와 같은 구조로 인해, 상기 하부기어(3320)가 회전운동하면서 상기 하부레일(3210)의 상단부와 치합하여 상기 제1곡선을 따라 곡선병진운동을 할 수 있다.Meanwhile, the
즉, 상기 하부엑츄에이터축(3330)은 상기 하부엑츄에이터(3310)의 동력을 상기 하부기어(3320)로 전달하고, 상기 하부엑츄에이터(3310)의 동력에 의하여 상기 하부기어(3320)가 회전운동하여 상기 제2움직임모듈(3300)이 상기 제1곡선을 따라 곡선병진운동을 할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제2움직임모듈(3300)은 상기 하부레일지지부(3220)에 형성된 상기 제1가이드부(3221)에 의하여 가이드되면서 상기 하부엑츄에이터(3310)의 동력에 의하여 상기 회전축(3100)의 축방향에 경사진 상기 제1곡선을 따라 곡선병진운동을 함에 따라, 상기 헤드부(3000)가 상기 본체부(1000)를 따라 흐르듯이 움직일 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.That is, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 헤드부(3000)의 내부구성요소를 개략적으로 도시한다.4 schematically shows the internal components of the
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 제3움직임모듈(3400)은, 상기 상부엑츄에이터(3420)의 하측에 배치되어 상기 상부엑츄에이터(3420)를 지지하고, 하측에 제2가이드접속부(3451)가 형성된 상부엑츄에이터지지부(3450);를 더 포함하고, 상기 제2가이드접속부(3451)는 상기 제2가이드부(3351) 상에서 가이딩되어 슬라이딩할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 제3움직임모듈(3400)은, 상기 상부엑츄에이터(3420)의 일측면에 배치되어 상기 제3움직임모듈(3400)에 구비된 상부레일(3410)의 상단부와 치합하는 상부기어(3430); 및 상기 상부엑츄에이터(3420)의 동력에 의하여 회전운동하는 상부엑츄에이터축(3440);을 포함하고, 상기 상부엑츄에이터축(3440)은 상기 상부엑츄에이터(3420)의 동력을 상기 상부기어(3430)로 전달하고, 상기 상부엑츄에이터(3420)의 동력에 의하여 상기 상부기어(3430)가 회전운동하여 상기 제3움직임모듈(3400)이 상기 제2곡선을 따라 곡선병진운동을 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
전술한 바와 같이, 상기 제2움직임모듈(3300)은, 일부가 상부레일(3410)과 결합되고, 상면의 일부에 상기 제2가이드부(3351)가 형성된 상기 상부레일지지부(3350)를 포함할 수 있고, 상기 제3움직임모듈(3400)은, 상기 상부엑츄에이터(3420)의 하측에 배치되어 상기 상부엑츄에이터(3420)를 지지하고, 하측에 상기 제2가이드접속부(3451)가 형성된 상기 상부엑츄에이터지지부(3450)를 더 포함할 수 있다.As described above, the
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제2가이드부(3351)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 상부레일지지부(3350)의 상면의 일부에 배치되어 형성될 수 있다. 상기 제2가이드부(3351)는, 제3돌출부(3351.1), 및 상기 제3돌출부(3351.1)의 하측에 배치되어 형성된 제3홈부(3351.2)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4 , the
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제2가이드접속부(3451)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 상부엑츄에이터지지부(3450)의 하측에 배치되어 형성될 수 있다. 상기 제2가이드접속부(3451)는, 제4돌출부(3451.1), 및 상기 제4돌출부(3451.1)의 상측에 배치되어 형성된 상기 제4홈부(3451.2)를 포함할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 4 , the second
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제2가이드접속부(3451)는 상기 제2가이드부(3351) 상에서 가이딩되어 슬라이딩할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제3돌출부(3351.1)와 상기 제4홈부(3451.2)가 서로 끼워져서 슬라이딩하고, 상기 제3홈부(3351.2)와 상기 제4돌출부(3451.1)가 서로 끼워져서 슬라이딩함으로써, 상기 제2가이드접속부(3451)는 상기 제2가이드부(3351) 상에서 가이딩되어 슬라이딩할 수 있다.That is, the second
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제2가이드접속부(3451)와 상기 제2가이드부(3351)의 움직임을 원활하게 하기 위하여 상기 제2가이드접속부(3451) 및 상기 제2가이드부(3351) 각각의 표면에 윤활제를 도포할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제2가이드접속부(3451)와 상기 제2가이드부(3351)의 움직임을 원활하게 하기 위하여 상기 제3돌출부(3351.1), 상기 제3홈부(3351.2), 상기 제4돌출부(3451.1), 및 상기 제4홈부(3451.2)의 윤활제를 도포할 수 있다. 상기 윤활제는 액체 윤활제를 사용하는 것이 바람직하나, 작동 환경에 따라 기체 윤활제 혹은 고체 윤활제를 사용할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in order to smooth the movement of the second
한편, 상기 제3움직임모듈(3400)은, 전술한 바와 같이, 상기 상부기어(3430), 및 상기 상부엑츄에이터축(3440)을 포함할 수 있다.Meanwhile, as described above, the
상기 상부기어(3430)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 상부엑츄에이터(3420)의 일측면에 배치되어 상기 제3움직임모듈(3400)에 구비된 상기 상부레일(3410)의 상단부와 치합할 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 상부기어(3430)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 상부엑츄에이터(3420)의 일측면에 배치되어 상기 상부엑츄에이터(3420)과 볼트로 체결되어 결합할 수 있다. 또한, 상기 상부기어(3430)는 외주면에 치형부재를 구비하여 상기 제3움직임모듈(3400)에 구비된 상기 상부레일(3410)의 상단부와 치합 할 수 있다.The
한편, 상기 상부엑츄에이터축(3440)은, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 상부엑츄에이터(3420)의 동력에 의하여 회전운동할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 한편, 상기 상부엑츄에이터축(3440)은, 본 발명의 일 실시예에서, 일단이 상기 상부엑츄에이터(3420)와 결합될 수 있다. 상기 상부엑츄에이터축(3440)의 일단이 상기 상부엑츄에이터(3420)와 결합됨에 따라, 상기 상부엑츄에이터축(3440)은 상기 상부엑츄에이터(3420)의 동력에 의하여 회전운동할 수 있다. 또한, 상기 상부엑츄에이터축(3440)은, 본 발명의 일 실시예에서, 타단이 상기 상부기어(3430)와 결합될 수 있다. 상기 상부엑츄에이터축(3440)의 타단이 상기 상부기어(3430)와 결함됨에 따라, 상기 상부엑츄에이터축(3440)의 회전운동에 의하여 상기 상부기어(3430)가 회전운동할 수 있다. 즉, 상기 상부엑츄에이터축(3440)은, 일단에 결합된 상기 상부엑츄에이터(3420)의 동력에 의하여 회전운동 할 수 있고, 타단에 결합된 상기 상부기어(3430)로 상기 동력을 전달하여 상기 상부기어(3430)를 회전운동시킬 수 있다. 이와 같은 구조로 인해, 상기 상부기어(3430)가 회전운동하면서 상기 상부레일(3410)의 상단부와 치합하여 상기 제2곡선을 따라 곡선병진운동을 할 수 있다.Meanwhile, the
즉, 상기 상부엑츄에이터축(3440)은 상기 상부엑츄에이터(3420)의 동력을 상기 상부기어(3430)로 전달하고, 상기 상부엑츄에이터(3420)의 동력에 의하여 상기 상부기어(3430)가 회전운동하여 상기 제3움직임모듈(3400)이 상기 제2곡선을 따라 곡선병진운동을 할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제3움직임모듈(3400)은 상기 상부레일지지부(3350)에 형성된 상기 제2가이드부(3351)에 의하여 가이드되면서 상기 상부엑츄에이터(3420)의 동력에 의하여 상기 회전축(3100)의 축방향에 경사진 상기 제2곡선을 따라 곡선병진운동을 함에 따라, 상기 헤드부(3000)가 상기 본체부(1000)를 따라 흐르듯이 움직일 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.That is, the
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 본체부(1000)의 내부구성요소에 대하여 상세하게 서술하기로 한다.Hereinafter, the internal components of the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 본체부(1000)의 내부구성요소를 개략적으로 도시한다.5 schematically shows the internal components of the
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 본체부(1000)는, 스피커모듈(미도시)을 내부에 수용하고, 스피커케이스고정부(1410)를 일측에 구비하는 스피커케이스(1400); 상기 스피커케이스(1400)의 외측에 배치되고, 스피커브라켓고정부(1610)를 일측에 구비하는 스피커브라켓(1600); 및 탄성을 갖는 재질로 형성된 진동흡수부재(1500);를 포함하고, 상기 스피커케이스고정부(1410)와 상기 스피커브라켓고정부(1610) 사이에 상기 진동흡수부재(1500)가 배치되는 형태에서, 상기 스피커케이스고정부(1410)와 상기 스피커브라켓고정부(1610)가 결합되어, 상기 스피커케이스(1400)의 진동을 상기 진동흡수부재(1500)가 흡수할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 본체부(1000)는, 상기 헤드부(3000)의 하측에 배치되어 상기 회전축(3100)의 일단과 결합하는 헤드엑츄에이터(1100);를 포함하고, 상기 헤드엑츄에이터(1100)는 동력에 의하여 상기 회전축(3100)을 회전시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 본체부(1000)는, 상기 헤드엑츄에이터(1100), 헤드엑츄에이터덮개(1200), 스피커덮개(1300), 상기 스피커케이스(1400), 상기 스피커브라켓(1600), 상기 진동흡수부재(1500), 및 바닥부(1700)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 5, the
상기 헤드엑츄에이터(1100)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 헤드부(3000)의 하측에 배치되어 상기 회전축(3100)의 일단과 결합할 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 회전축(3100)은, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 헤드엑츄에이터(1100)에 의해 회전가능할 수 있다. 즉, 상기 헤드엑츄에이터(1100)는 상기 헤드부(3000)의 하측에 배치되어 상기 회전축(3100)의 일단과 결합하여 상기 회전축(3100)으로 동력을 전달함으로써, 동력에 의하여 상기 회전축(3100)을 회전시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 헤드엑츄에이터(1100)는 모터일 수 있으나, 이에 한정하지 않고 동력을 발생시킬 수 있는 기기를 사용 환경에 따라 선택적으로 사용할 수 있다.The
한편, 상기 헤드엑츄에이터덮개(1200)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 헤드엑츄에이터(1100)의 상측에 배치되어, 상기 헤드액츄에이터를 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 상기 헤드엑츄에이터덮개(1200)는, 측면부 일부에 관통홀을 포함하고 상기 관통홀에 볼트를 체결함으로써 상기 헤드엑츄에이터(1100)와 결합될 수 있다. 또한, 상기 헤드엑츄에이터덮개(1200)는 상기 헤드엑츄에이터(1100)를 감싸는 형태로 형성되어, 상기 헤드엑츄에이터(1100)의 위치를 고정할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 헤드엑츄에이터(1100)는 동력을 발생시키기 위해 모터를 작동할 수 있으며, 이 때 상기 헤드엑츄에이터(1100)의 위치가 가변될 수 있다. 상기 헤드엑츄에이터(1100)의 불필요한 움직임을 방지하기 위하여 상기 헤드엑츄에이터덮개(1200)가 상기 헤드엑츄에이터(1100)를 감싸는 형태로 형성되어 상기 헤드엑츄에이터(1100)의 위치를 고정할 수 있다.On the other hand, the
또한, 상기 헤드엑츄에이터덮개(1200)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 헤드부(3000)의 하측에 배치되고, 상면의 일부에 관통홀을 구비하여 상기 관통홀을 통해 상기 헤드엑츄에이터(1100)와 결합된 상기 회전축(3100)의 일부를 내부에 수용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 회전축(3100)은 일단이 상기 헤드엑츄에이터(1100)에 결합되고 타단이 상기 하부레일지지부(3220)에 결합되어, 상기 헤드부(3000)와 상기 본체부(1000)의 연결매개체로써의 역할을 수행할 수 있으며, 이 과정에서 상기 헤드부(3000)의 내부구성요소의 중량이 상기 회전축(3100)으로 가해질 수 있다. 이 경우, 상기 헤드엑츄에이터덮개(1200)는, 상기 헤드부(3000)의 하측에서 상기 관통홀을 통해 상기 회전축(3100)의 일부를 내부에 수용함에 따라, 상기 회전축(3100)에 기해지는 중량의 일부 혹은 전부를 분산시킬 수 있다. 이와 같이, 상기 헤드엑츄에이터덮개(1200)가 상기 헤드엑츄에이터(1100)의 불필요한 움직임을 방지함에 따라, 상기 로봇 구조체(1)의 동작 안정성을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.In addition, the
한편, 상기 스피커덮개(1300)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 헤드엑츄에이터(1100) 및 상기 헤드엑츄에이터덮개(1200)의 하측에 배치되어 상면의 일부를 상기 헤드엑츄에이터덮개(1200)와 결합할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 스피커덮개(1300)의 하측에는 스피커모듈(미도시)이 배치될 수 있다.On the other hand, the
한편, 상기 스피커케이스(1400)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 스피커모듈(미도시)을 내부에 수용할 수 있다. 상기 스피커케이스(1400)는 상측에 배치된 상기 스피커덮개(1300)와 볼트로 체결될 수 있고, 상기 스피커덮개(1300)와 함께 내부에 수용된 상기 스피커모듈(미도시)을 외부로부터 보호할 수 있다. 또한, 상기 스피커케이스(1400)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 스피커케이스고정부(1410)를 일측에 구비할 수 있다. 상기 스피커케이스고정부(1410)는 제1홀(1411), 제1레그(1412), 및 제2레그(1413)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 스피커케이스(1400)는, 본 발명의 일 실시예에서, 측벽(1414)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 측벽(1414)은, 상기 제1레그(1412) 및 상기 제2레그(1413)의 일면에 수직하는 방향으로 형성될 수 있다.On the other hand, the
한편, 상기 스피커브라켓(1600)은, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 스피커케이스(1400)의 외측에 배치될 수 있다. 즉, 상기 스피커브라켓(1600)은 상기 스피커케이스(1400)의 외측에 배치되어, 상기 스피커케이스(1400)의 일부면을 외부로부터 보호할 수 있고, 상기 스피커모듈(미도시)이 내부에 배치된 상기 스피커케이스(1400)가 올바른 위치에 배치될 수 있도록 케이스의 역할을 수행할 수 있다. 또한, 상기 스피커브라켓(1600)은, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 스피커브라켓고정부(1610)를 일측에 구비할 수 있다. Meanwhile, the
한편, 상기 진동흡수부재(1500)는, 본 발명의 일 실시예에서, 탄성을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 진동흡수부재(1500)는 상기 스피커케이스고정부(1410)와 상기 스피커브라켓고정부(1610) 사이에 배치되는 형태에서, 상기 스피커케이스고정부(1410)와 상기 스피커브라켓고정부(1610)가 결합되어 상기 스피커케이스(1400)의 진동을 흡수할 수 있다. 즉, 상기 진동흡수부재(1500)가 상기 스피커케이스고정부(1410)와 상기 스피커브라켓고정부(1610) 사이에 배치됨에 따라, 상기 스피커모듈(미도시)에 의한 상기 스피커케이스(1400)의 진동을 흡수할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다. 바람직하게는, 상기 진동흡수부재(1500)가 상기 스피커모듈(미도시)의 출력에 의한 진동을 상기 헤드부(3000)로 전달하는 것을 방지함으로써, 상기 스피커모듈(미도시)의 진동을 완충할 수 있는 진동분리구조를 이룰 수 있는 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 상기 측벽(1414)이 상기 스피커케이스고정부(1410)에 형성되어 상기 진동흡수부재(1500)의 측면을 고정함에 따라, 상기 진동흡수부재(1500)의 불필요한 움직임을 방지하여 로봇 구조체의 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.On the other hand, the
한편, 상기 바닥부(1700)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 스피커브라켓(1600)의 하측에 배치되어 결합될 수 있다. 바람직하게는, 상기 스피커브라켓(1600)은 하면의 일부에 관통홀을 구비하고, 상기 관통홀을 통해 볼트를 체결하여 상기 바닥부(1700)와 결합될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 바닥부(1700)는, 상기 본체케이스(2000) 내부에 배치될 수 있다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 상기 바닥부(1700)는, 상기 본체케이스(2000)의 하측에 배치될 수 있다.On the other hand, the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 감정인식을 수행하고, 디스플레이(6000), 무드등(7000), 헤드엑츄에이터(1100), 하부엑츄에이터(3310), 및 상부엑츄에이터(3420) 중 1 이상을 제어하는 제어신호를 생성하는 제어부(10000)의 내부구성을 도시한다.Figure 6 performs emotion recognition according to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 로봇 구조체(1)는 무드등(7000)을 포함하는 본체부(1000), 상기 본체부(1000) 위에서 움직임이 가능한 헤드부(3000), 및 제어부(10000)를 포함하는 로봇 구조체(1)로서, 상기 헤드부(3000)는, 회전가능한 회전축(3100); 곡선형태의 제1가이드부(3221)를 포함하고, 상기 회전축(3100)에 의하여 회전운동하는 제1움직임모듈(3200); 하부엑츄에이터(3310) 및 곡선형태의 제2가이드부(3351)를 포함하고, 상기 제1가이드부(3221)에 의하여 가이드되면서 상기 하부엑츄에이터(3310)의 동력에 의하여, 상기 회전축(3100)의 축방향에 경사진 제1곡선을 따라 곡선병진운동을 하는 제2움직임모듈(3300); 상부엑츄에이터(3420)를 포함하고, 상기 제2가이드부(3351)에 의하여 가이드되면서 상기 상부엑츄에이터(3420)의 동력에 의하여, 상기 회전축(3100)의 축방향에 경사진 제2곡선을 따라 곡선병진운동을 하는 제3움직임모듈(3400); 시각화된 정보를 표시하는 디스플레이(6000); 및 영상을 촬영하는 카메라(5000);를 포함하고, 상기 제어부(10000)는, 카메라(5000)로부터 수신한 원본영상에 대하여 해상도조절을 수행한 크기조절영상을 생성하는 단계; 및 상기 크기조절영상으로부터 기계학습된 모델 혹은 규칙기반 모델을 이용하여 얼굴영역정보를 생성하는 단계;를 수행하는 얼굴영역검출부(11000); 상기 원본영상에 대하여 상기 얼굴영역정보를 적용하여 원본영상의 얼굴영역에 대하여 기계학습된 모델 혹은 규칙기반 모델을 이용하여 원본영상으로부터 감정정보를 추출하는 감정인식부(12000); 및 상기 감정인식부(12000)에 의하여 도출된 감정정보에 기초하여 상기 디스플레이, 무드등(7000), 하부엑츄에이터(3310), 및 상부엑츄에이터(3420) 중 1 이상을 동작하는 제어신호를 생성하는 제어명령생성부(13000)를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 감정인식부(12000)는 상기 원본영상의 얼굴영역의 복수의 이미지 시퀀스를 기설정된된 프레임 주기에 따라 획득하고, 상기 복수의 이미지 시퀀스를 기계학습된 모델, 예를들어 학습된 RNN, LSTM 모델에 입력하여 이로부터 감정정보를 획득할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
전술한 바와 같이, 상기 로봇 구조체(1)는 상측에 무드등(7000)을 구비하는 본체부(1000), 및 헤드케이스(4000)에 의해 내부를 보호하고, 일측에 카메라(5000), 및 디스플레이(6000)를 구비하는 헤드부(3000)를 포함할 수 있다.As described above, the
또한, 상기 본체부(1000)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상측에 상기 무드등(7000)을 구비할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 로봇 구조체(1)는, 상기 헤드부(3000)에 구비된 상기 카메라(5000)에서 입력되는 영상을 분석하고, 사용자의 얼굴을 인식하여 감정상태를 판정하여 상기 무드등(7000)으로 RGB LED를 이용하여 적절한 조명 효과를 표출할 수 있다. 즉, 상기 로봇 구조체(1)는 상기 무드등(7000)을 통해 상기 카메라(5000)로부터 인식된 사용자의 감성을 RGB LED로 표현할 수 있고, 사용자의 시각을 자극할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 인식된 감정에 따라 무드등(7000), 디스플레이(6000) 및 전술한 엑츄에이터들로 동작하는 헤드의 동작을 제어함으로써, 인식된 감정에 따른 로봇 구조체(1)의 동작을 도모할 수 있다.In addition, the
한편, 상기 헤드부(3000)는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 헤드케이스(4000)에 의해 내부를 보호하고, 일측에 상기 카메라(5000), 및 상기 디스플레이(6000)를 구비할 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 로봇 구조체(1)는, 상기 헤드부(3000)에 구비된 상기 카메라(5000)에서 입력되는 영상을 분석하고, 사용자의 얼굴을 인식하여 감정상태를 판정할 수 있다. 즉, 상기 로봇 구조체(1)는 상기 디스플레이(6000)를 통해 상기 카메라(5000)로부터 인식된 사용자의 감성에 대응하는 적절한 화면 효과를 표출할 수 있다.On the other hand, the
얼굴영역검출부(11000)는 카메라(5000)로부터 수신한 원본영상에 대하여 해상도조절을 수행한 크기조절영상을 생성하는 단계; 및 상기 크기조절영상으로부터 기계학습된 모델 혹은 규칙기반 모델을 이용하여 얼굴영역정보를 생성하는 단계;를 수행한다.generating, by the face
상기 크기조절영상은 상기 원본영상보다 해상도 및 화질 중 1 이상의 열화되는 영상에 해당하고, 예를 들어 원본영상이 1024 * 768의 해상도를 가지고 있는 경우, 크기조절영상은 320 * 180의 해상도를 갖는다. 이와 같이 해상도가 낮은 크기조절영상을 이용하여 얼굴영역을 검출하여 얼굴영역정보를 생성하기 때문에, 연산량을 대폭적으로 감소시켜 반응성을 높이고 전체적인 동작을 더욱 원활하게 할 수 있다.The resizing image corresponds to an image that is degraded at least one of a resolution and a picture quality than the original image. For example, when the original image has a resolution of 1024 * 768, the resizing image has a resolution of 320 * 180. Since face region information is generated by detecting a face region using a resizing image with low resolution as described above, it is possible to significantly reduce the amount of computation to increase responsiveness and to make the overall operation smoother.
상기 얼굴영역정보는 해당 영상에서 얼굴이 위치하는 영역의 좌표정보에 의하여 구현될 수 있고, 일예로는 4각형의 꼭지점 좌표 정보 등의 형태로 구현될 수 있다.The face region information may be implemented by coordinate information of a region where a face is located in the corresponding image, and may be implemented in the form of, for example, coordinate information of a vertex of a rectangle.
상기 감정인식부(12000)는 상기 원본영상에 대하여 상기 얼굴영역정보를 적용하여 원본영상의 얼굴영역에 대하여 기계학습된 모델 혹은 규칙기반 모델을 이용하여 원본영상으로부터 감정을 추출한다.The
바람직하게는, 상기 원본영상의 얼굴영역의 복수의 이미지 시퀀스를 기설정된 프레임 주기에 따라 획득하고, 상기 복수의 이미지 시퀀스를 기계학습된 모델, 예를 들어 학습된 RNN, LSTM 모델에 입력하여 이로부터 감정정보를 획득할 수 있다.Preferably, a plurality of image sequences of the face region of the original image are obtained according to a preset frame period, and the plurality of image sequences are input to a machine-learning model, for example, a trained RNN or LSTM model, and the You can get emotional information.
상기 제어명령생성부(13000)는 상기 감정인식부(12000)에 의하여 도출된 감정정보에 기초하여 상기 디스플레이(6000), 상기 무드등(7000), 상기 헤드엑츄에이터(1100), 상기 하부엑츄에이터(3310), 및 상기 상부엑츄에이터(3420) 중 1 이상을 동작하는 제어신호를 생성한다. 바람직하게는, 상기 로봇 구조체(1)의 제어부(10000)에는 각각의 감정정보에 상응하는 무드등(7000), 엑츄에이터, 및 디스플레이(6000) 중 1 이상의 동작정보가 기록된 감정매핑정보가 저장되어 있고, 상기 제어명령생성부(13000)는 획득된 상기 감정정보에 따른 동작정보를 생성하여 상기 무드등(7000), 엑츄에이터, 및 디스플레이(6000) 중 1 이상의 동작을 제어한다.The
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 얼굴영역검출부(11000)의 동작을 설명하기 위한 영상 프레임 일부를 도시한다.7 illustrates a portion of an image frame for explaining the operation of the face
도 7의 (A)는 원본영상에 해당한다. 이와 같은 원본영상 자체에 대하여 얼굴영역을 검출하고, 검출된 얼굴영역에 대하여 감정인식을 수행하는 경우, 얼굴영역 검출에서 많은 연산량을 요구하기 때문에, 신속한 감정인식 및 이에 따른 로봇 구조체(1)의 동작이 이루어지지 않을 수 있다.7A corresponds to the original image. When a face region is detected with respect to the original image itself and emotion recognition is performed on the detected face region, since a large amount of computation is required in the face region detection, rapid emotion recognition and operation of the
도 7의 (B)는 전술한 크기조절영상을 도시한다. 크기조절영상은 원본영상보다 해상도가 낮기 때문에, 데이터의 크기가 감소되어 있고 따라서 감소된 크기의 크기조절영상으로부터 빠르게 얼굴영역을 검출하고, 검출된 얼굴영역정보를 원본영상에 적용함으로써, 빠른 감정인식 및 이에 따른 원활한 로봇 구조체(1)의 동작을 도모할 수 있다.7(B) shows the above-described size-adjusted image. Because the resizing image has a lower resolution than the original image, the size of the data is reduced. Therefore, by quickly detecting the face region from the scaled image of the reduced size and applying the detected face region information to the original image, emotion recognition is fast And it is possible to promote the smooth operation of the robot structure (1) accordingly.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 로봇 구조체가 얼굴영역검출부, 감정인식부, 및 제어명령생성부로 구성되는 제어부를 탑재함으로써, 사용자의 감정정보를 인식할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the robot structure is equipped with a control unit composed of a face region detection unit, an emotion recognition unit, and a control command generation unit, thereby exhibiting the effect of recognizing the user's emotion information.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 얼굴영역검출부의 동작에 의하여 원본영상으로부터 해상도를 포함하는 크기조절영상을 추출함으로써 얼굴영역을 빠르게 검출하여 로봇 구조체가 보다 신속한 동작을 수행할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by extracting the size adjustment image including the resolution from the original image by the operation of the face region detection unit, the facial region can be detected quickly, thereby exhibiting the effect that the robot structure can perform faster operation. have.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본체부가 고정되고 헤드부가 본체부를 따라 흐르듯이 움직임으로써, 비교적 단순한 모션인 고갯짓을 수행하면서 사용자의 흥미를 유발함과 동시에 제품 가격이 비교적 저렴할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the body part is fixed and the head part moves as if it flows along the body part, thereby generating interest from the user while performing a relatively simple motion of the head, and at the same time exhibiting the effect that the product price can be relatively low. have.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 진동흡수부재가 스피커모듈의 출력에 의한 진동을 헤드부로 전달하는 것을 방지함으로써, 스피커모듈의 진동을 완충할 수 있는 진동분리구조를 이룰 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by preventing the vibration absorbing member from transmitting the vibration generated by the output of the speaker module to the head unit, it is possible to achieve the effect of achieving a vibration separation structure capable of buffering the vibration of the speaker module. .
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1움직임모듈은 회전축에 의하여 회전운동을 하고, 제2움직임모듈은 하부레일지지부에 형성된 제1가이드부에 의하여 가이드되면서 하부엑츄에이터의 동력에 의하여 회전축의 축방향에 경사진 제1곡선을 따라 곡선병진운동을 하고, 제3움직임모듈은 상부레일지지부에 형성된 제2가이드부에 의하여 가이드되면서 상부엑츄에이터의 동력에 의하여 회전축의 축방향에 경사진 제2곡선을 따라 곡선병진운동을 함에 따라, 헤드부가 본체부를 따라 흐르듯이 움직일 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first motion module rotates by the rotation shaft, and the second motion module is guided by the first guide part formed on the lower rail support part in the axial direction of the rotation shaft by the power of the lower actuator. A curved translation motion is performed along the first curve inclined to the As the curved translational motion is performed, it is possible to exert the effect that the head part moves as if it flows along the body part.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전축, 제1움직임모듈, 제2움직임모듈, 및 제3움직임모듈이 적층 구조를 이룸으로써, 헤드부 내부의 불필요한 공간을 줄일 수 있고 헤드부의 크기를 소형화 할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the rotation shaft, the first motion module, the second motion module, and the third motion module form a stacked structure, so that unnecessary space inside the head can be reduced and the size of the head can be miniaturized. can have an effect.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 헤드엑츄에이터덮개가 헤드엑츄에이터의 불필요한 움직임을 방지함에 따라, 로봇 구조체의 동작 안정성을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, as the head actuator cover prevents unnecessary movement of the head actuator, it is possible to exhibit the effect of improving the operational stability of the robot structure.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 측벽이 스피커케이스고정부에 형성되어 진동흡수부재의 측면을 고정함에 따라, 진동흡수부재의 불필요한 움직임을 방지하여 로봇 구조체의 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, as the side wall is formed in the speaker case fixing part to fix the side of the vibration absorbing member, unnecessary movement of the vibration absorbing member is prevented and the product reliability of the robot structure can be improved. can
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의하여 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible by those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
1: 로봇 구조체
1000: 본체부
1100: 헤드엑츄에이터
1200: 헤드엑츄에이터덮개
1300: 스피커덮개
1400: 스피커케이스
1410: 스피커케이스고정부
1411: 제1홀
1412: 제1레그
1413: 제2레그
1414: 측벽
1500: 진동흡수부재
1600: 스피커브라켓
1700: 바닥부
2000: 본체케이스
3000: 헤드부
3100: 회전축
3200: 제1움직임모듈
3210: 하부레일
3220: 하부레일지지부
3221: 제1가이드부
3221.1: 제1돌출부
3221.2: 제1홈부
3300: 제2움직임모듈
3310: 하부엑츄에이터
3320: 하부기어
3330: 하부엑츄에이터축
3340: 하부엑츄에이터지지부
3341: 제1가이드접속부
3341.1: 제2돌출부
3341.2: 제2홈부
3350: 상부레일지지부
3351: 제2가이드부
3351.1: 제3돌출부
3351.2: 제3홈부
3360: 제1스토퍼
3400: 제3움직임모듈
3410: 상부레일
3420: 상부엑츄에이터
3430: 상부기어
3440: 상부엑츄에이터축
3450: 상부엑츄에이터지지부
3451: 제2가이드접속부
3451.1: 제4돌출부
3451.2: 제4홈부
3460: 제2스토퍼
4000: 헤드케이스
5000: 카메라
6000: 디스플레이
7000: 무드등
10000: 제어부
11000: 얼굴영역검출부
12000: 감정인식부
13000: 제어명령생성부1: Robot structure
1000: body part
1100: head actuator 1200: head actuator cover
1300: speaker cover 1400: speaker case
1410: speaker case fixing part 1411: first hole
1412: first leg 1413: second leg
1414: side wall
1500: vibration absorbing member 1600: speaker bracket
1700: bottom
2000: body case
3000: head
3100: axis of rotation
3200: first motion module 3210: lower rail
3220: lower rail support part 3221: first guide part
3221.1: first protrusion 3221.2: first groove
3300: second motion module 3310: lower actuator
3320: lower gear 3330: lower actuator shaft
3340: lower actuator support part 3341: first guide connection part
3341.1: second protrusion 3341.2: second groove
3350: upper rail support 3351: second guide part
3351.1: third protrusion 3351.2: third groove
3360: first stopper
3400: third motion module 3410: upper rail
3420: upper actuator 3430: upper gear
3440: upper actuator shaft 3450: upper actuator support part
3451: second guide connection 3451.1: fourth protrusion
3451.2: fourth groove
3460: second stopper
4000: headcase 5000: camera
6000: display 7000: mood light
10000: control unit
11000: face region detection unit 12000: emotion recognition unit
13000: control command generation unit
Claims (4)
상기 헤드부는,
회전가능한 회전축;
곡선형태의 제1가이드부를 포함하고, 상기 회전축에 의하여 회전운동하는 제1움직임모듈;
하부엑츄에이터 및 곡선형태의 제2가이드부를 포함하고, 상기 제1가이드부에 의하여 가이드되면서 상기 하부엑츄에이터의 동력에 의하여, 상기 회전축의 축방향에 경사진 제1곡선을 따라 곡선병진운동을 하는 제2움직임모듈;
상부엑츄에이터를 포함하고, 상기 제2가이드부에 의하여 가이드되면서 상기 상부엑츄에이터의 동력에 의하여, 상기 회전축의 축방향에 경사진 제2곡선을 따라 곡선병진운동을 하는 제3움직임모듈;
시각화된 정보를 표시하는 디스플레이; 및
영상을 촬영하는 카메라;를 포함하고,
상기 제어부는,
카메라로부터 수신한 원본영상에 대하여 해상도조절을 수행한 크기조절영상을 생성하는 단계; 및 상기 크기조절영상으로부터 기계학습된 모델 혹은 규칙기반 모델을 이용하여 얼굴영역정보를 생성하는 단계;를 수행하는 얼굴영역검출부;
상기 원본영상에 대하여 상기 얼굴영역정보를 적용하여 원본영상의 얼굴영역에 대하여 기계학습된 모델 혹은 규칙기반 모델을 이용하여 원본영상으로부터 감정정보를 추출하는 감정인식부; 및
상기 감정인식부에 의하여 도출된 감정정보에 기초하여 상기 디스플레이, 무드등, 하부엑츄에이터, 및 상부엑츄에이터 중 1 이상을 동작하는 제어신호를 생성하는 제어명령생성부를 포함하는, 로봇 구조체.
As a robot structure comprising a main body including a mood lamp, a head movable on the main body, and a control unit,
The head part,
rotatable rotating shaft;
a first motion module including a first guide part having a curved shape and rotating by the rotation shaft;
It includes a lower actuator and a curved second guide part, and while being guided by the first guide part, by the power of the lower actuator, a second curved translation motion along the first curve inclined in the axial direction of the rotation shaft. motion module;
a third motion module including an upper actuator and performing a curved translation motion along a second curve inclined in the axial direction of the rotation shaft by the power of the upper actuator while being guided by the second guide part;
a display for displaying the visualized information; and
Including a camera for taking an image;
The control unit is
generating a size-adjusted image in which resolution is adjusted on the original image received from the camera; and generating face region information using a machine-learned model or a rule-based model from the scaled image;
an emotion recognition unit for extracting emotion information from the original image using a machine-learned model or a rule-based model for the face region of the original image by applying the face region information to the original image; and
A robot structure comprising a control command generator for generating a control signal for operating at least one of the display, mood lamp, lower actuator, and upper actuator based on the emotion information derived by the emotion recognition unit.
상기 제1움직임모듈은,
상단부에 상기 제1곡선의 곡률을 갖는 치형부재가 형성된 하부레일; 및
일부가 상기 하부레일과 결합되고, 상면의 일부에 상기 제1가이드부가 형성된 하부레일지지부;를 더 포함하고,
상기 하부레일지지부는 상기 회전축에 결합되어 상기 회전축에 의하여 회전운동하고,
상기 크기조절영상은 상기 원본영상보다 해상도 및 화질 중 1 이상의 열화되는 영상에 해당하는, 로봇 구조체.
The method according to claim 1,
The first motion module,
a lower rail having a toothed member having a curvature of the first curve formed at an upper end thereof; and
It further includes; a lower rail support part of which is coupled to the lower rail, and the first guide part is formed on a part of the upper surface;
The lower rail support part is coupled to the rotation shaft and rotates by the rotation shaft,
The size adjustment image corresponds to an image that is deteriorated at least one of a resolution and a picture quality than the original image, a robot structure.
상기 감정인식부는,
상기 원본영상의 얼굴영역의 복수의 이미지 시퀀스를 기설정된된 프레임 주기에 따라 획득하고, 상기 복수의 이미지 시퀀스를 기계학습된 모델, 예를들어 학습된 RNN, LSTM 모델에 입력하여 이로부터 감정정보를 획득하는, 로봇 구조체.
The method according to claim 1,
The emotion recognition unit,
A plurality of image sequences of the face region of the original image are acquired according to a preset frame period, and the plurality of image sequences are input into a machine-learning model, for example, a trained RNN or LSTM model, and emotion information is obtained therefrom. Acquiring, robot structure.
제2움직임모듈은,
상기 하부엑츄에이터의 하측에 배치되어 상기 하부엑츄에이터를 지지하고, 하측에 제1가이드접속부가 형성된 하부엑츄에이터지지부;를 더 포함하고,
상기 제1가이드접속부는 상기 제1가이드부 상에서 가이딩되어 슬라이딩하는, 로봇 구조체.The method according to claim 1,
The second motion module,
It further includes; is disposed below the lower actuator to support the lower actuator, and a lower actuator support part having a first guide connection part formed on the lower side,
The first guide connecting portion is guided and sliding on the first guide portion, the robot structure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200050010A KR20210131646A (en) | 2020-04-24 | 2020-04-24 | Robot Structure for Performing Emotion Recognition |
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| KR1020200050010A KR20210131646A (en) | 2020-04-24 | 2020-04-24 | Robot Structure for Performing Emotion Recognition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210131646A true KR20210131646A (en) | 2021-11-03 |
Family
ID=78505319
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR20210131646A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114147744A (en) * | 2021-12-14 | 2022-03-08 | 上海擎朗智能科技有限公司 | Control method of lighting module of robot and robot |
| CN115091482A (en) * | 2022-07-14 | 2022-09-23 | 湖北工业大学 | Intelligent alternating-current robot |
-
2020
- 2020-04-24 KR KR1020200050010A patent/KR20210131646A/en unknown
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| CN115091482A (en) * | 2022-07-14 | 2022-09-23 | 湖北工业大学 | Intelligent alternating-current robot |
| CN115091482B (en) * | 2022-07-14 | 2023-05-23 | 湖北工业大学 | Intelligent communication robot |
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