KR20220050397A - 색상 인식을 이용한 영유아용 코딩 블록완구 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 색상 인식을 이용한 영유아용 코딩 블록완구는 위/아래, 전/후, 좌/우 다방면으로 결합되는 블록과 휘어지고 늘어나며 곡선의 표현이 자유로운 블록, 다양한 디자인을 만들 수 있는 작은 핀블록으로 구성되어 있으며, 이러한 블록 완구는 이미 기존 블록교구 시장에서도 차별성을 가지는 부분으로서 본 발명의 코딩 블록과의 연계ㆍ결합을 통해 더욱 더 창의적인 코딩 교육과 학습이 가능한 것이 기존 시장 코딩 교구 제품들과 차별성을 가지는 특징이 있다.

Description

색상 인식을 이용한 영유아용 코딩 블록완구{Infant-coding block toys with color recognition}

본 발명은 조립용 블록 완구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 영유아의 교육 과정에 맞춘 블록 놀이와 코팅 교육을 융합시킴은 물론 영유아들이 블록을 사용하여 다양한 모형을 직접 만들고 코딩 명령을 통해 제어할 수 있도록 하는 색상 인식을 이용한 영유아용 코딩 블록완구에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 블록놀이 완구는 장방향, 원통형 등의 다양한 입체형상으로 이루어진 여러 개의 조각들을 서로 끼워 맞춰 연결하거나 배열하는 등의 방법으로 모양, 도형 등을 완성하면서 즐길 수 있는 완구로서, 그 조립에 의해 유아 또는 어린이들에게 각종 교육적 효과를 부여하고 각종 모형을 조립함으로써 지능 및 창의력을 향상시킬 수 있다.

이러한 블록놀이 완구는 종류에 따라서 1차원적인 조합이 가능한 것부터 3차원적인 조합이 가능한 것까지 다양한 형태가 있으며, 일반적으로 한쪽이 개방된 통형상의 블록본체와, 상기 블록본체의 개구와 대응되는 면에 돌출 형성되는 복수개의 결합돌기를 포함한다. 또한 상기 블록본체는 다양한 크기와 색상으로 제작되며, 블록본체를 자유롭게 결합시키고 쌓아 원하는 모양으로 만들 수 있다.

이와 같은 블록놀이 완구는 어린이들이 블록 쌓기 놀이를 접하면서 소근육 발달과 감각기능 및 인지능력을 발달시키며, 또한 그 구성물은 어린이들이 주변의 사물을 모델로 하므로 자연스럽게 사물을 관찰하는 능력과 탐구하는 능력, 기억력, 표현력, 상상력, 창의력 등을 키우게 되고, 조립하는 과정을 거치면서 문제 분석력과 해결능력을 성장시킬 있다.

하지만, 상기와 같은 종래의 블록놀이 완구는 블록본체를 결합시키고 쌓는 반복적인 과정을 통해 아이들의 창의력을 개발함은 물론 창의력 개발을 통해 지능을 향상시키는 효과는 있으나, 그 모양이 단순하고 결합할 수 있는 위치도 한정되어 있고 또한 아이들이 블록놀이 완구를 단순히 결합시키고 쌓는 놀이만 할 수 있기 때문에 어린이들이 쉽게 블록놀이에 대한 흥미가 떨어져 새로운 블록놀이 완구를 재구매해야만 하는 단점이 있다.

한편, 본 출원인 및 발명자는 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 아래의 특허문헌 4에 개시된 조립식 블록완구를 개발한바 있다.

상기 특허문헌 4는 아이들이 마음껏 블록놀이 완구를 변화시킬 수 있도록 하여 흥미를 유발시킴은 물론 창의성 발달을 극대화하고, 아이들로 하여금 지속적인 관심을 끌 수 있을 뿐만 아니라 지속적으로 비용이 소요되지 않도록 하는 조립식 블록놀이 완구에 관한 것이다.

본 출원인은 특허문헌 4에 개시된 조립식 블록과 결합되어 더욱더 창의적인 놀이와 교육을 가능케 하고 교육부 누리과정과 연계한 체험, 놀이, 감성교육 콘텐츠를 구성하여 현재 유통 중에 있는 유치원과 어린이 집 등 유아 교육 기관에 다양한 교구를 제공할 수 있도록 하는 영유아 교육과정에 맞춘 블록놀이와 코딩교육을 융합한 코딩 블록완구를 개발하였다.

한편, 도 1은 종래기술에 따른 단일 모형의 코딩 교구를 보여주고 있는 도면으로서, 코딩 명령을 통한 움직임 제어 외에 별다른 확장성이 없는 코딩 교구이다.

상기 도 1에 도시한 바와 같이, 현재 시장에서 유통 중인 대부분의 영유아용 코딩 교육 관련 도구들은 하나의 몸체(단일기기)를 이용하여 앞, 뒤, 좌, 우 등의 방향에 대한 코딩 명령 제어의 기능이 대부분인 상황이다. 이에 영유아들이 처음에는 신기해하며 코딩 놀이나 교육에 참여를 하지만 단순 움직임 제어나 불빛 점등 등의 코딩 명령을 통한 코딩 교육에 금방 싫증을 내고 관심이 줄어드는 현상이 발생하였다. 즉, 단순한 움직임만을 제어할 수 있는 코딩 교구의 경우 지속적인 코딩 교육에 한계점이 있으며, 영유아들의 눈높이에 맞추어 융ㆍ복합적인 교육으로는 미비한 점이 많은 상황이다.

공개특허공보 제10-2020-0001662호(발명의 명칭: 조립용 블록 완구를 이용한 코딩 교육 시스템. 공개일자: 2020년 01월 07일) 공개실용신안 제20-2018-0000369호(발명의 명칭: 창의적인 하드웨어 코딩 구조물을 위해 전자부품 모듈과 조립 블럭 완구를 결합하는 결합부재. 공개일자: 2018년 02월 06일) 등록특허공보 제10-1966914호(발명의 명칭: 코딩 교육을 위한 완구용 로봇 제어 시스템. 공고일자: 2019년 04월 08일) 등록특허공보 등록번호 제10-1521194호(발명의 명칭: 조립식 블록완구. 공고일자: 2015년 5월 18일)

본 발명은 영유아들이 블록완구를 사용하여 다양한 모형을 직접 만들어 보고, 만들어진 모형을 코딩 명령을 통해 움직여 보면서 코딩에 대한 기본 개념을 재미있고 흥미롭게 깨우칠 수 있도록 하는 색상 인식을 이용한 영유아용 코딩 블록완구를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 색상 인식을 이용한 영유아용 코딩 블록완구는 색상별로 코딩 명령이 입력되어 있는 메인코딩블록과 다양한 색상의 블록 색상을 감지하는 색상센서블록으로 구성되며; 상기 메인코딩블록은 상기 메인코딩블록의 작동시 물체에 근접시 이를 감지하여 상기 메인코딩블록을 정지시키는 근접센서와, 상기 색상센서블록에 감지된 색상에 해당하는 LED를 점등하는 LED와, 바닥에 그려진 라인을 감지하여 상기 메인코딩블록을 라인을 따라 이동시키는 라인센서를 포함하여 구성하며; 상기 색상센서블록은 다양한 색상의 블록 색상을 각각 감지하는 색상인식센서와, 상기 색상센서블록을 스위칭하는 푸쉬버튼과, 불빛을 따라 상기 메인코딩블록을 작동시키는 광센서를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 색상 인식을 이용한 영유아용 코딩 블록완구는 영유아들이 좋아하는 블록 모형 만들기와 만든 모형을 통한 코딩 교육이라는 융ㆍ복합적 놀이교육을 통해 주입식 코딩 교육 또는 단편적인 코딩 교육이 아닌 영유아들의 소근육 발달은 물론 블록의 움직임을 이용하여 프로그래밍되는 것을 확인하고, 생각하는 힘을 키우는 알고리즘을 체계적으로 교육할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 단일 모형의 코딩 교구를 보여주고 있는 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 색상 인식을 이용한 영유아용 코딩 블록완구의 개략적인 개념을 보여주고 있는 도면.
도 3은 상기 도 2에서 도시하고 있는 코딩 블록완구에 있어서, 블록별 색상 인식을 통한 코딩명령의 구현 방법을 보여주고 있는 도면.
도 4는 블록놀이활동판을 이용한 Unplugged 코딩교육을 보여주고 있는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예 1에 따른 코딩 블록완구에 있어서, 메인코딩블록(10)의 구성을 보여주고 있는 도면.
도 6은 도 5에서 도시하고 있는 메인코딩블록(10)를 저면에서 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예 1에 따른 코딩 블록완구에 있어서, 색상센서블록(22)의 구성을 보여주고 있는 도면.
도 8은 도 7에서 도시하고 있는 색상센서블록(22)을 우측에서 나타낸 도면.
도 9는 상기 색상센서블록(22)을 메인코딩블록(10)에 조립한 상태를 보여주고 있는 도면.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 한 개의 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

본 발명에 따른 색상 인식을 이용한 영유아용 코딩 블록완구는 위/아래, 전/후, 좌/우 다방면으로 결합되는 블록과 휘어지고 늘어나며 곡선의 표현이 자유로운 블록, 다양한 디자인을 만들 수 있는 작은 핀블록으로 구성되어 있으며, 이러한 블록 완구는 이미 기존 블록교구 시장에서도 차별성을 가지는 부분으로서 본 발명의 코딩 블록과의 연계ㆍ결합을 통해 더욱 더 창의적인 코딩 교육과 학습이 가능한 것이 기존 시장 코딩 교구 제품들과 차별성을 가지는 특징이 있다.

즉, 본 발명의 코딩 블록완구는 도 2와 같이 영유아들이 블록을 사용하여 원하는 모양을 마음껏 만들고 코딩 교육을 할 수 있다. 상기 코딩 블록완구는 다양한 색상의 블록을 구성하고 있으며, 이를 통해 색상을 인식하는 센서를 구성한 후, 색상 별 코딩수행 기능을 구축하여 보다 재미있고 흥미로운 코딩 교육 시스템을 구축할 수 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 색상 인식을 이용한 영유아용 코딩 블록완구, 구체적으로는 블록별 색상 인식을 통한 코딩명령을 구현하는 방법 및 코딩 블록완구의 시스템을 보여주고 있는 도면이다.

상기 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 코딩 블록완구는 메인코딩블록에 설치된 센서를 통해 빨강색이 감지되면 후진을 하라는 코딩 명령이 저장되어 있기 때문에 영유아들이 블록으로 만든 모형(일 예로, 자동차)은 후진을 하게 된다. 또한, 상기 메인코딩블록에 설치된 센서가 파랑색 블록을 감지하게 되면 좌회전하라는 코딩 명령이 저장되어 있기 때문에 자동차 블록모형은 좌회전을 하게 된다. 이와 같이 메인코딩블록에 미리 각 색상별로 코딩 명령을 저장하게 되면, 일 예로 빨강색은 후진, 파랑색은 좌회전, 분홍색은 비프음(beep) 2번, 초록색은 전전, 하늘색은 LED 점등 및 비프음, 노랑색은 우회전, 주화색은 LED 점등, 회색은 한바퀴 턴, 흰색은 시작 및 종료, 연두색은 비프음 1번 등과 같이 코딩 명령을 저장하게 되면, 영유아들이 블록으로 만든 모형을 만든 후 상기 모형(즉, 메인코딩블록)에 설치된 센서에 각 블록의 색상을 접근하게 되면 저장된 코딩 명령에 해당하는 동작을 상기 모형이 수행하게 된다.

이때, 본 발명에서는 메인코딩블록에 센서를 설치하는 구성을 구현하였지만, 별도의 색상인식 센서블록을 구성할 수 있다. 즉, 메인코딩블록에 색상인식 센서를 설치할 경우 다양한 모형을 조립함에 있어 메인코딩블록의 위치가 다양할 수 있고 그에 따라 색상 인식에 어려움이 있거나 다른 블록에 의해 가려져 인식이 제대로 되지 않는 상황이 발생할 수 있다. 상기 메인코딩블록에 센서를 설치하지 않고 별도의 색상인식 센서블록을 구성하게 되면 별개의 블록 형태로 영유아들이 원하는 모양을 조립한 후 가장 적절한 위치에 결합함으로써 다른 블록에 영향을 받지 않고 색상을 인식할 수 있다.

또한, 상기 메인코딩블록과 색상인식 센서(또는 센서블록) 간의 통신 방법은 무선을 통한 통신방법이 가장 간결한 방법이지만 무선통신의 오류발생, 향후 상용화, 대량생산의 과정에서 높은 단가로 인한 가격 경쟁력이 낮아질 수 있기 때문에 본 발명에서는 Micro USB 단자를 통한 통신연결 방법을 채택하였다. 그리고 색상인식 센서블록의 경우에는 블록의 색상 인식 외에 코딩명령을 수행하면서 움직이는 도중에 다른 물체의 색상을 오인지하게 되면 기존 코딩명령 수행에 문제가 발생할 가능성이 있기 때문에 본 발명에서는 색상인식 센서블록에 별도의 IR 근접센서 블록을 함께 접목시켜 일정거리에서만 색상을 인식하도록 설계하여 블록 외 다른 색상을 인식할 확률을 최대한 방지하였다.

한편, 본 발명에서는 기존의 블록 색상 외에 다양한 색상을 추가적으로 제조할 수 있는 기반을 갖추고 있기 때문에 향 후 메인코딩블록의 펌웨어 업데이트 등을 통해 더욱 많은 색상과 연계된 코딩 명령어를 구축하고 보다 다양한 코딩교육 및 놀이활동을 할 수 있도록 구현할 수 있다.

도 4는 블록놀이활동판을 이용한 Unplugged 코딩교육을 보여주고 있는 도면으로서, 상기 블록놀이활동판을 이용해 코딩명령을 입력하기 전 미리 코딩순서와 체계를 알아보고 연습할 수 있도록 블록을 이용한 Unplugged 코딩교육도 가능하여 코딩교육 효율성을 극대화할 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 의거 상세히 설명하겠는 바, 상기 본 발명이 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다.

{실시 예 1}

도 5 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 색상 인식을 이용한 영유아용 코딩 블록완구를 보여주고 있는 도면이다.

상기 각 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 코딩 블록완구는 메인코딩블록(10)과 색상센서블록(22)으로 구성되며, 그 이외에 일반적으로 블록완구를 구성하는 다수의 블록으로 구성된다. 이때 블록완구는 본 발명자가 출원한 선행기술 4에 개시된 블록을 비롯하여 다양한 형태의 블록완구를 구성하는 블록 모두를 포함한다.

상기 메인코딩블록(10)은 도 5와 도 6에 도시한 바와 같이 본체(10a)의 내부에서는 프로그램이 저장되어 있는, 바람직하게는 색상별로 동작을 구현하기 위한 코딩이 입력되어 있는 PCB가 내장되어 있으며, 또한 스피커, 배터리, 블루투스칩, 2개의 스텝모터 등이 설치된다. 그리고 상기 본체(10a)의 상단면을 비롯하여 4면에는 통상의 블록에 형성된 것과 동일한 삽입구(18)를 구성하고, 이 삽입구(18)에는 블록들이 결합된다. 상기 본체(10a)의 양측면에는 각각 2개의 바퀴(16)가 조립되며, 상기 바퀴(16)는 스텝모터의 구동력으로 회전하게 된다. 상기 본체(10a)의 정면 양측으로는 근접센서(14)가 각각 설치되며, 상기 근접센서(14)는 메인코딩블록(10)이 동작시(즉, 이동시) 물체에 근접하게 되면 이를 감지하여 메인코딩블록(10)을 정지시킨다. 또한, 상기 본체(10a)의 정면 중앙에는 LED(12)가 설치되며, 상기 LED(12)는 감지하는 색상에 따라 변하게 되는데, 구체적으로는 색상센서블록(22)에서 감지하는 색상과 동일한 색상의 LED가 점등된다. 상기 본체(10a)의 저면에는 도 6과 같이 라인센서(20)가 설치되며, 상기 라인센서(20)는 바닥에 그려진 라인을 감지하여 메인코딩블록(10)을 라인을 따라 이동시킨다.

본 발명의 색상센서블록(22)은 도 7과 도 8에 도시한 바와 같이 색상블럭의 명령에 따라 동작을 수행하는 블록으로서, 바람직하게는 색상별로 코딩된 모드에 따라 메인코딩블록(10)을 동작시키는 블록이다. 일 예로, 색상센서블록(22)이 파랑색 블록을 감지하게 되면 이미 코딩 작업된 명령에 따라 메인코딩블록(10)은 좌회전을 하며, 초록색 블록을 감지하게 되면 코딩 명령에 따라 메인코딩블록(10)은 전진을 하게 된다.

이러한 색상센서블록(22)은 도 7과 같이 상단부에 블록이 결합되기 위한 복수의 삽입구(24)를 구성하며, 상기 삽입구(24)의 일측에는 블록의 색상을 감지하는 색상인식센서(26)가 설치되고, 색상센서블록(22)을 스위칭하는 푸쉬버튼(28)이 설치된다. 즉, 상기 색상인식센서(26)에 파랑색 블록을 삽입하게 되면 이미 설정된 코딩 명령에 따라 메인코딩블록(10)을 좌회전시키고, 상기 색상인식센서(26)에 초록색 블록을 삽입하면 설정된 코딩 명령에 따라 메인코딩블록(10)을 전진시킨다. 그리고 상기 색상센서블록(22)의 일측면에는 복수의 광센서(30)가 설치되며, 상기 광센서(30)는 불빛을 따라 메인코딩블록(10)을 움직이게 한다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 코딩 블록완구는 메인코딩블록(10)과 색상센서블록(22)을 구성함으로써 영유아들이 블록완구를 사용하여 다양한 모형을 직접 만들어 보고, 만들어진 모형을 코딩 명령을 통해 움직여 보면서 코딩에 대한 기본 개념을 재미있고 흥미롭게 배울 수 있다.

10: 메인코딩블록 12: LED
14: 근접센서 20: 라인센서
22: 색상센서블록 26: 색상인식센서
28: 푸쉬버튼 30: 광센서

Claims (1)

1. 색상 인식을 이용한 영유아용 코딩 블록완구에 았어서,
   상기 코딩 블록완구는 색상별로 코딩 명령이 입력되어 있는 메인코딩블록(10)과 다양한 색상의 블록 색상을 감지하는 색상센서블록(22)으로 구성되며;
   상기 메인코딩블록(10)은, 상기 메인코딩블록(10)의 작동시 물체에 근접시 이를 감지하여 상기 메인코딩블록(10)을 정지시키는 근접센서(14)와, 상기 색상센서블록(22)에 감지된 색상에 해당하는 LED를 점등하는 LED(12)와, 바닥에 그려진 라인을 감지하여 상기 메인코딩블록(10)을 라인을 따라 이동시키는 라인센서(20)를 포함하여 구성하며;
   상기 색상센서블록(22)은, 다양한 색상의 블록 색상을 각각 감지하는 색상인식센서(26)와, 상기 색상센서블록(22)을 스위칭하는 푸쉬버튼(28)과, 불빛을 따라 상기 메인코딩블록(10)을 작동시키는 광센서(30)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 색상 인식을 이용한 영유아용 코딩 블록완구.
   

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