KR100994514B1 - 줄기의 조향모듈, 굽힘모듈, 그 모듈들을 포함하는 줄기시스템 및 상기 줄기 시스템을 포함하는 식물로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시각적인 인테리어 효과와 사용자가 친숙하게 접할 수 있는 화초로봇에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다양한 움직임의 표현을 가능하게 하는 식물로봇용 줄기 시스템 및 상기 줄기 시스템을 포함하는 식물로봇에 관한 것이다.

본 발명의 줄기 시스템은 보다 다양한 움직임을 통해 시각적인 인테리어 효과를 향상시키고, 인간과 상호작용하기 때문에 자연친화적인 효과를 얻을 수 있다.

인조화초, 센서, 움직임, 줄기, 운동

Description

줄기의 조향모듈, 굽힘모듈, 그 모듈들을 포함하는 줄기 시스템 및 상기 줄기 시스템을 포함하는 식물로봇{a Steering Module and a Bending Module of a Stem, a Stem System comprising the Modules, and a Plant Robot comprising the Stem System}

본 발명은 시각적인 인테리어 효과와 사용자가 친숙하게 접할 수 있는 화초로봇에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다양한 움직임의 표현을 가능하게 하는 식물로봇용 줄기 시스템 및 상기 줄기 시스템을 포함하는 식물로봇에 관한 것이다.

일반적으로 인조화초는 실내장식용으로 고대부터 세계 각국에서 만들어져 왔다. 종래에는 주로 종이, 헝겊, 실 및 금속 등이 소재로 사용되었으며, 최근에는 성형성이 좋은 합성수지(플라스틱)가 주로 사용되고 있다.

그러나 인조화초는 다양한 소재로 실제 꽃이나 나무 또는 풀 등과 유사하게는 만들 수 있으나, 정적인 상태에서 시각적인 인테리어 효과를 느끼게 하는 데에는 한계가 있었다.

이러한 한계를 극복하기 위하여 본 발명자들은 인테리어 기능 외에 운동 기능, 센싱 기능, 가전 기능 및 가전 기기 제어 기능을 더 구비하여 관상물로써의 기 능뿐만 아니라 인간 생활에 필요한 여러 가지 기능들을 더 구비하여 생활 환경의 질을 향상시킬 수 있도록 하는 화초로봇 시스템을 개발하여 특허 출원 제2007-752054호로 출원하였다.

또한, 주위 환경에 반응하는 센싱기능을 기반으로 하여 꽃, 잎 및 줄기가 움직이는 운동기능을 구비함으로써 시각적인 인테리어 효과를 향상시키고, 인간과 상호작용하는 자연친화적인 화초로봇을 개발하여 특허출원 제2007-87487호로 출원하기도 하였다.

특히, 특허출원 제2007-87487호에 개시된 화초로봇에서 줄기 메커니즘은 상기 특허출원의 화초로봇에서 줄기 메커니즘을 설명하는 구성도인 도1a 에 도시된 바와 같이 실리콘 고무와 3개의 텐던 케이블 및 3개의 DC 모터로 구성된다. 상기와 같은 구성으로 된 줄기 메커니즘은 줄기의 굽힘 방향성을 도시한 모식도인 도1b 에 도시된 바와 같이 세 개의 텐던 케이블을 번갈아 당김으로서 어떠한 방향으로든 굽힘이 가능하다.

하지만 상기 구성의 줄기 메카니즘은 후술하는 두 가지의 문제점이 존재한다.

먼저, 도1a에 도시된 구성에 의한 굽힘운동 각도를 도시한 모식도인 도2a에 도시된 바와 같이 10ㅀ로 제한되는 굽힘운동이다. 즉 예를들어 화초로봇의 줄기 상단 끝에 카메라 모듈을 장착하고 줄기 메커니즘이 이 카메라 모듈에게 회전각을 부여함으로써 화초로봇 주위의 사물을 인식할 수 있게 할 수 있는데, 상기와 같이 10ㅀ로 제한된 굽힘운동은 카메라 모듈의 각 변위를 제한하기 때문에 도1a에 도시된 구성에 의한 카메라모듈의 탐색영역을 도시한 모식도인 도2b에 도시된 바와 같이 탐색할 수 없는 영역이 존재하게 되기 때문이다.

다음으로, 움직임의 종류인데 즉 상기와 같은 구성의 화초로봇의 줄기 메커니즘은 오직 굽힘운동만이 가능한 문제점이 있다.

하지만 화초로봇은 모션을 통해 그들이 감지한 것을 표현하기 때문에 기존보다 다양한 모션을 취할 수 있는 메커니즘을 필요로 한다.

본 발명자들은 기존보다 다양한 모션을 취할 수 있는 줄기 메커니즘을 개발하기 위해 다수의 실험을 통해 연구한 결과, 90ㅀ의 굽힘운동을 가능하게 하는 기술적 구성을 개발하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 90ㅀ의 굽힘운동을 가능하게 하여 기존의 줄기메커니즘이 갖는 카메라의 탐색 영역을 향상시킬 수 있는 조향모듈 및 상기 조향모듈을 구비한 줄기시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 5자 이상의 유도 운동을 가능하게 함으로써 기존의 화초로봇보다 많은 모션이 가능하여 줄기를 다 방향으로 굽힐 수 있는 굽힘모듈 및 상기 굽힘모듈을 구비한 줄기 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 조향모듈 및/또는 굽힘모듈을 구비한 줄기시스템을 포함하여 시각적인 인테리어 효과를 향상시키고, 인간과 상호작용하는 자연친화적인 식물로봇을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부에 채널이 구비되고 탄성체로 이루어진 줄기부가 회전할 수 있도록 상기 줄기부 하부에 형성되고 기어부재와 베어링부재를 포함하는 줄기 받침부; 상기 줄기부에 구비된 채널에 내장되어 상측은 상기 줄기부의 상단 또는 상기 줄기부의 상단에 형성되는 꽃봉오리부의 하단에 고정되고, 하측은 상기 줄기받침부를 통해 구동부와 연결되는 케이블부; 및 상기 케이블부의 하측에 연결되는 굽힘구동부와 상기 기어부재에 연결되는 회전구동부로 이루어지고 상기 줄기 받침부 하단에 형성되는 구동부를 포함하는 굽힘모듈을 제공한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 굽힘구동부는 상기 케이블부가 위치한 방향으로 굽힘이 발생하도록 구동하고, 상기 회전구동부는 상기 줄기부의 회전을 유도하도록 구동하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 내부에 채널이 형성되고 상하로 탄성력이 작용되는 복수개의 탄성체부; 상기 탄성체부의 채널에 각각 내장되고 그 상단측이 상기 탄성체부의 상단부에 연결되는 복수개의 케이블부; 및 상기 케이블부 하단측에 각각 연결되는 복수개의 구동부를 포함하여 상기 복수개의 구동부의 구동에 따라 상기 탄성체부의 길이가 조절되는 조향모듈을 제공한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 복수개의 구동부는 독립적으로 구동되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 조향모듈은 상기 복수개의 구동부가 상기 케이블부가 감기는 방향으로 동작하면 수축되고, 수축된 상태에서 상기 케이블부가 풀리는 방향으로 동시에 동작하면 이완되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 내부에 채널이 구비되고 탄성체로 이루어진 줄기부; 및 상기 줄기부를 운동시키는 모션모듈을 포함하는 줄기 시스템을 제공한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 모션모듈은 상기 줄기부의 상단부에 설치된 카메라모듈의 탐색영역을 향상시키는 조향모듈 또는 상기 줄기부를 다 방향으로 굽힐 수 있는 굽힘모듈 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 굽힘모듈은 상기 줄기부가 회전할 수 있도록 상기 줄기부 하부에 형성되고 기어부재와 베어링부재를 포함하는 줄기 받침부; 상기 줄기부에 구비된 채널에 내장되어 상측은 상기 줄기부의 상단 또는 상기 줄기부의 상단에 형성되는 꽃봉오리부의 하단에 고정되고, 하측은 상기 줄기받침부를 통해 구동부와 연결되는 케이블부; 및 상기 케이블부의 하측에 연결되는 굽힘구동부와 상기 기어부재에 연결되는 회전구동부로 이루어지고 상기 줄기 받침부 하단에 형성되는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 조향모듈은 내부에 채널이 형성되고 상하로 탄성력이 작용되는 복수개의 탄성체부; 상기 탄성체부의 채널에 각각 내장되고 그 상단측이 상기 탄성체부의 상단부에 연결되는 복수개의 케이블부; 및 상기 케이블 부 하단측에 각각 연결되는 복수개의 구동부를 포함하여 상기 복수개의 구동부의 구동에 따라 상기 탄성체부의 길이가 조절되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 모션모듈은 상기 굽힘모듈보다 상기 조향모듈이 상부에 위치하도록 구성되는데, 상기 조향모듈이 상기 줄기부의 상부를 구성하고, 상기 굽힘모듈이 상기 줄기부의 하부를 구성하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 조향모듈의 상부에 설치되는 카메라모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 줄기 시스템을 포함하는 식물로봇을 제공한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 줄기 시스템과 연결되고 하나 또는 복수 개의 센서, 하나 또는 복수 개의 입력부, 상기 센서 및 입력부로부터의 신호를 처리하는 제어부, 상기 제어부로부터의 신호를 출력하는 출력부를 포함하는 몸체부를 포함하는데, 상기 제어부는 상기 센서 또는 입력부의 신호에 따라 상기 줄기 시스템의 모션모듈을 동작시켜 상기 줄기부의 운동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.

본 발명의 조향모듈 및 상기 조향모듈을 구비한 줄기시스템은 줄기가 90ㅀ의 굽힘운동을 가능하게 하여 기존의 줄기메커니즘이 갖는 카메라의 탐색 영역을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 굽힘모듈 및 상기 굽힘모듈을 구비한 줄기 시스템은 5자 이상의 유도 운동을 가능하게 함으로써 기존의 화초로봇보다 많은 모션이 가능하여 줄기를 다 방향으로 굽힐 수 있다.

본 발명의 조향모듈 및/또는 굽힘모듈을 구비한 줄기시스템을 포함한 식물로봇은 시각적인 인테리어 효과를 향상시키고, 인간과 상호작용하기 때문에 자연친화적이다.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

먼저, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 줄기 시스템의 전체 개략도인데, 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 줄기시스템(10)은 굽힘모듈(100)과 조향모듈(200)을 포함할 수 있는데, 굽힘 모듈(100)은 불어오는 바람에 휘청거리는 줄기를 모사하고, 조향모듈(200)은 줄기 상단 끝에 설치된 카메라모듈의 각 위치를 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 줄기시스템(10)은 굽힘모듈(100)과 조향모듈(200)로 구성되어있고, 이들 중 조향모듈(200)은 약 90도의 굽힘운동을 가능하게 하여 기존의 줄기메커니즘이 갖는 카메라 탐색 영역을 향상시키고, 굽힘모듈(100)을 추가함으로써 도1 내지 도2에 도시된 기존의 화초로봇보다 보다 많은 모션을 가능하게 한다.

이와 같이 본 발명의 줄기시스템(10)에 포함되는 굽힘모듈(100)과 조향모듈(200)을 도4 및 도5를 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다. 도 4a는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 굽힘모듈의 구성 개략도이며, 도 4b는 도4a로 구성된 굽힘모듈의 움직임을 정의하는 개략도이고, 도 4c는 도4a에 도시된 굽힘모듈의 케이블부(120)의 배치상태를 설명하기 위한 줄기부(11)의 단면도이다.

도4a를 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 굽힘모듈(100)이 줄기받침부(110)와, 케이블부(120)와, 구동부(130)로 구성되는 것을 알 수 있다.

줄기받침부(110)는 내부에 채널이 구비되고 탄성체로 이루어진 줄기부(11)가 회전할 수 있도록 줄기부(11) 하부에 형성되는데, 케이블부(120, 220)가 구동부(130, 230)와 연결될 때 가이드하는 다수개의 가이드부(114)가 내부에 형성되는 본체(111)와 본체(111) 하부의 외부를 둘러싸서 결합되는 베어링부재(112)와 베어링부재(112)가 결합되는 기어부재(113)로 구성된다.

케이블부(120)는 줄기부(11)에 구비된 채널에 내장되어 상측은 줄기부(11)의 상단 또는 줄기부의 상단에 형성되는 꽃봉오리부 등(미도시)의 하단에 고정되고, 하측은 줄기받침부(110)의 가이드부(114)를 통해 구동부(130)와 연결된다.

구동부(130)는 케이블부(120)의 하측에 연결되는 굽힘구동부(131)과 기어부재(113)에 연결되는 회전구동부(132)로 이루어지고 줄기 받침부(110) 하단에 형성되는 것이 바람직한데, 굽힘구동부(131)는 케이블부가 위치한 방향으로 굽힘이 발생하도록 구동하고, 회전구동부(132)는 줄기부(11)의 회전을 유도하도록 구동될 수 있다.

이 때 줄기부(11)는 탄성체이기만 하면 소재를 불문하지만 본 실시예에서는 탄성을 가진 실리콘 고무 소재를 사용하였으며, 케이블부(120) 또한 모터에 연결되어 모터축에 감길 수 있는 형상과 강도를 갖기만 하면 공지된 어떠한 형상 및 소재라도 무방하나 본 실시예에서는 텐던 케이블이 사용되었다. 또한 구동부(130)의 굽힘구동부(131)로는 DC 모터가 사용되었고 회전운동을 위한 회전구동부(132)로 기어부재(113)와 DC 모터가 사용되었다.

따라서, 굽힘 모듈(100)의 움직임을 정의하는 도 4b를 참조하면, 줄기부(11)가 굽힘모듈(100)의 구동에 따라

와

의 값이 결정되면 일정 방향을 갖는 굽힘 운동을 하게 되는 것을 알 수 있는데,

와

의 값은 굽힘모듈(100)을 구성하는 케이블부(120)와 구동부(130)의 구동에 의해 결정된다. 구체적으로는

의 값은 굽힘구동부(131)에 의해 결정되고

의 값은 회전구동부(132)에 의해 결정된다.

즉, 하나의 텐던 케이블(120)이 줄기부(11)인 실리콘 튜브의 구멍 즉 채널을 통과하고 받침 줄기부(110) 하단의 DC모터(131)에 연결되는 구성에서, 모터(131)가 회전하면 텐던 케이블(120)이 감김으로서 텐던 케이블(120)이 위치한 방향으로의 굽힘이 발생하게 된다.

도 4c는 도4a에 도시된 굽힘모듈의 케이블부(120)의 배치상태를 설명하기 위한 줄기부(11)의 단면도이다. 도 4c를 참조하면 굽힘모듈의 케이블부(120)는 줄기부(11)에 형성된 채널 중 어느 하나에 내장되고 상기 케이블부(120)가 위치한 방향 으로 굽힘을 일으키게 하는 것을 알 수 있다

따라서, 도4에 도시된 굽힘모듈(100)을 구비한 줄기시스템(10)은 기존의 화초로봇보다 보다 많은 모션을 가능하게 하여 불어오는 바람에 휘청거리는 줄기를 모사할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 조향모듈의 구성 개략도인 도 5a 및 도5a로 구성된 조향모듈의 움직임을 정의하는 개략도인 도 5b를 참조하여 조향모듈(200)에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

먼저, 조향모듈(200)은 도 5a에 도시된 바와 같이 탄성체부(210), 케이블부(220) 및 구동부(130)로 구성된다.

탄성체부(210)는 복수개가 사용되며 내부에 채널이 형성되고 상하로 탄성력이 작용되는 형상이기만 하면 특별한 형상의 제한은 없으나 바람직하게는 스프링부재일 수 있다.

케이블부(220)는 복수개의 탄성체부(210) 채널에 각각 내장되고 그 상단측이 탄성체부(210)의 상단부에 연결되거나 탄성체부(210)의 상부에 형성된 기타구조물에 연결되므로 복수개가 사용된다.

구동부(230)는 복수개의 케이블부(220) 하단측에 각각 연결되는 복수개의 구동부를 포함하는데, 복수개의 구동부(230)는 서로 독립적으로 구동될 수 있고, 복수개의 구동부(230)의 구동에 따라 탄성체부(210)의 길이가 조절될 수 있다.

이 때 탄성체부(210)는 줄기부(11)의 일부를 구성하는데 특히 줄기부(11)의 상부를 이루도록 구성되는 것이 바람직한다. 후술하는 도6a에 도시된 바와 같이 본 실시예에서는 벨로우즈 내부에 줄기부(11)에 형성된 채널과 동일한 간격으로 이격되어 설치되는 3개의 스프링을 탄성체부(210)로 사용하였다. 또한, 케이블부(220)는 모터에 연결되어 모터축에 감길 수 있는 형상과 강도를 갖기만 하면 공지된 어떠한 형상 및 소재라도 무방하나 본 실시예에서는 탄성체부(210)의 채널을 지나는 케이블부(220)가 또한 줄기부(11)에 형성된 채널에 내장되는 구성을 갖게 되므로 3개의 텐던 케이블이 사용되었다. 또한, 복수개의 구동부(230)로는 DC 모터가 사용되었는데, 구동부(230)는 줄기부(11)의 하단부에 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 조향모듈의 움직임을 정의한 도5b를 참조하면, 줄기부(11)가

와

의 값이 결정되면 굽힘운동을 하게 되고 d의 값이 결정되면 줄기의 길이방향으로 늘어나고 줄어드는 운동을 하게 되는 것을 알 수 있는데,

와

및 d의 값은 조향모듈(200)을 구성하는 탄성체부(210)가 케이블부(110)와 구동부(130)의 구동에 의해 길이가 조절되거나 굽혀지는 것에 의해 결정된다.

즉, 상술된 바람직한 실시예의 조향모듈(200)은 케이블부(220)로서 3개의 텐던 케이블, 탄성체부(210)로서 3개의 스프링(Passive Spring) 및 구동부(230)로서 3개의 DC 모터를 채택하여 구성되고, 3개의 텐던 케이블(220)의 양쪽 끝이 도5a에 도시된 것과 같이 맨 끝단과 모터 축에 각각 연결된다. 따라서, 3개의 DC 모터(230)가 독립적으로 회전함으로서 모터 축에 텐던 케이블(220)이 감기고 풀어짐으로서 스프링(210)의 길이가 줄거나 늘게 된다. 이러한 텐던 케이블(220)의 길이 변화는 다 방향 굽힘을 가능하게 하는데, 3개의 스프링(210)은 텐던케이블(220) 길 이가 늘어 날 때 원래의 형태를 복원하는 역할을 담당한다.

또한 3개의 DC 모터(230)가 텐던케이블(220)이 동시에 똑같은 양만큼 감기는 방향으로 구동하면 조향모듈(200)은 전체적으로 수축하게 되고, 텐던케이블(220)이 동시에 같은 양만큼 풀어지는 방향으로 구동하면 이완된다.

이와 같이 구성된 조향모듈(200)은 줄기 끝단에 부착된 카메라모듈의 방향을 다양하게 변화 시킬 수 있어서 도3에 도시된 바와 같이 조향모듈(200)를 갖는 줄기시스템(10)이 적용된 식물로봇에게 보다 넓은 범위에서 주위 사물의 인식을 가능하게 한다.

도 6a는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 굽힘모듈과 조향모듈을 모두 포함하는 줄기 시스템의 구성개략도이고, 도6b는 도 6a에서 조향모듈의 케이블부와 굽힘모듈의 케이블부의 연결상태도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의한 줄기 시스템(10)은 줄기부(11)와 모션모듈(12)로 구성된다.

이 때, 줄기부(11)는 내부에 채널이 구비되고 탄성체로 이루어지는 것이 바람직하다. 모션모듈(12)은 줄기부(11)를 운동시키는 것으로 줄기부(11) 상단부에 설치된 카메라모듈(300)의 탐색영역을 향상시키는 조향모듈(200) 또는 줄기부(11)를 다 방향으로 굽힐 수 있는 굽힘모듈(100) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

도 6a에 도시된 바와 같이 굽힘모듈(100)과 조향모듈(200)을 모두 포함하는 줄기시스템(10)인 경우 도 6a에 도시된 바와 같이 조향모듈(200)이 굽힘모듈(100) 의 윗부분에 위치하는 것이 바람직하다. 즉 조향모듈(200)이 줄기부(11)의 상부를 구성하고, 굽힘모듈(100)이 줄기부(11)의 하부를 구성할 수 있기 때문이다.

따라서, 조향모듈(200)의 제어를 위해 사용된 3개의 텐던 케이블(220)은 줄기부(11)인 원통형의 실리콘 고무가 가진 3개의 채널을 통해 아래방향으로 내려가서 굽힘모듈(100)의 줄기받침부(110)의 하단부에 설치되는 3개의 DC모터(230)와 각각 연결된다. 그리고 줄기부(11)의 굽힘을 위해 사용된 굽힘모듈(100)의 한 개의 텐던 케이블(120)은 줄기부(11)인 원통형의 실리콘 고무가 가진 3개의 채널 중 임의의 한 개를 통해 아랫방향으로 내려가서 굽힘모듈의 줄기받침부(110) 하단부에 설치되는 1개의 DC모터(131)에 연결된다. 결과적으로 도6b와 같이 굽힘을 위한 텐던 케이블(120)이 관통하는 실리콘 고무의 채널은 두 개의 텐던 케이블(120, 220)이 동시에 통과하게 된다.

또한 도시된 모션모듈(12)에서는 조향모듈(100)을 위해 3개의 DC 모터(230)가 사용되고, 굽힘모듈(200)을 위해 총 2개의 DC 모터(130)가 사용된다. 총 5개의 DC 모터중 4개는 텐던 케이블(120, 220)이 연결되고 나머지 하나(132)는 굽힘 모듈(100)의 기어부재(113)에 직접적으로 연결되어 굽힘모듈(100) 전체를 회전시키는 구성을 갖는다.

이와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 줄기시스템(10)은 2자유도의 굽힘모듈(100)과 3자유도의 조향모듈(200)로 구성되어있고, 이들 중 조향모듈(200)은 약 90도의 굽힘운동을 가능하게 하여 기존의 줄기메커니즘이 갖는 카메라 탐색 영역을 향상시키고, 굽힘모듈(100)을 추가하여 5자유도의 운동이 가능하게 함으로 서 기존의 화초로봇보다 보다 많은 모션을 가능하게 한다. 결과적으로 굽힘 모듈(100)을 통해 보다 사실적으로 불어오는 바람에 휘청거리는 줄기를 모사할 수 있게 되며, 조향모듈(200)을 통해 줄기 상단 끝에 설치된 카메라모듈의 각 위치를 변경할 수 있다.

또한 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 줄기시스템(10)을 포함하는 식물로봇은 조향모듈을 통해 3차원 공간을 탐색할 수 있고, 조향모듈과 굽힘모듈을 조합한 5자유도로 다양한 행동을 취할 수 있는데, 5자유도를 통한 다양한 움직임을 통해 인간에게 보다 친숙함을 주는 식물로봇을 구현할 수 있게 된다.

도시하지는 않지만 상기 식물로봇은 줄기 시스템(10)과 연결되고 하나 또는 복수 개의 센서, 하나 또는 복수 개의 입력부, 상기 센서 및 입력부로부터의 신호를 처리하는 제어부, 상기 제어부로부터의 신호를 출력하는 출력부를 포함하는 몸체부를 포함하는데, 상기 제어부는 상기 센서 또는 입력부의 신호에 따라 상기 줄기 시스템의 모션모듈을 동작시켜 상기 줄기부의 운동을 제어할 수 있다.

즉 몸체부는 줄기시스템(10)을 포함하여 몸체부 상부에 형성되는 구성요소들 예를 들어 꽃봉오리부, 꽃줄기부, 잎사귀부 등을 지탱하는 역할을 한다.

상기 센서는 습도, 온도, 조도, 압력, 영상 및 소리 중 어느 하나 이상을 센싱할 수 있는데, 복수 개로 구비되어 상기 습도, 온도, 조도, 압력, 영상 및 소리 각각을 센싱하는 것이 바람직하다.

상기 입력부는 제어버튼일 수도 있으나, 사용자의 음성명령 등과 같은 소리를 입력받는 마이크로폰일 수도 있다.

상기 제어부는 상기 센서 또는 입력부의 신호에 따라 줄기시스템의 모션모듈을 구동하여 줄기부의 운동을 제어하거나 상기 출력부를 제어하며, 또한 몸체부 상부에 줄기시스템 외에 다른 구성요소가 형성되는 경우 다른 구성요소들의 운동 등도 제어한다.

예컨대, 상기 제어부는 사용자의 명령 또는 빛 등에 의해 줄기시스템 및/또는 다른 구성요소들의 운동을 제어한다.

상기 출력부는 디스플레이 수단 및 스피커 수단일 수 있는데, 출력부가 LCD 등과 같은 디스플레이 수단인 경우 제어부에서 송신한 신호, 즉 실내 온도 및 기타 작동 상태 등을 문자로 표시하도록 구현되는 것이 바람직하다.

따라서, 주위 환경 변수를 센싱하는 센서에서 발생된 신호 및 외부의 입력이 있는 경우 입력부에서 발생된 신호는 제어부에 송신되고, 제어부는 수신된 신호를 처리하여 출력부로 출력하거나 줄기부를 포함하여 몸체부 상부에 형성되는 구성요소들의 운동 등을 제어한다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

도 1a는 본 발명에서 종래 기술로 지적한 특허출원 제2007-87487호에 개시된 화초로봇에서 줄기 메커니즘을 설명하는 구성도

도 1b는 도1a 에 도시된 구성에 의한 줄기의 굽힘 방향성을 도시한 모식도.

도 2a는 도1a에 도시된 구성에 의한 굽힘운동 각도를 도시한 모식도.

도 2b는 도1a에 도시된 구성에 의한 카메라모듈의 탐색영역을 도시한 모식도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 줄기 시스템의 전체 개략도.

도 4a는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 굽힘모듈의 구성 개략도

도 4b는 도4a로 구성된 굽힘모듈의 움직임을 정의하는 개략도.

도 4c는 도4a에 도시된 굽힘모듈의 케이블부의 배치상태를 설명하기 위한 줄기부의 단면도.

도 5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 조향모듈의 구성 개략도

도 5b는 도5a로 구성된 조향모듈의 움직임을 정의하는 개략도.

도 6a는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 조향모듈과 굽힘모듈을 모두 포함하는 줄기 시스템의 구성개략도

도 6b는 도 6a에서 조향모듈의 케이블부와 굽힘모듈의 케이블부의 연결상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 줄기 시스템 11: 줄기부

12: 모션모듈 100: 굽힘모듈

200:조향모듈 300: 카메라모듈

Claims (13)

1. 내부에 채널이 구비되고 탄성체로 이루어진 줄기부가 회전할 수 있도록 상기 줄기부 하부에 형성되고 기어부재와 베어링부재를 포함하는 줄기 받침부;

   상기 줄기부에 구비된 채널에 내장되어 상측은 상기 줄기부의 상단 또는 상기 줄기부의 상단에 형성되는 꽃봉오리부의 하단에 고정되고, 하측은 상기 줄기받침부를 통해 구동부와 연결되는 케이블부; 및

   상기 케이블부의 하측에 연결되는 굽힘구동부와 상기 기어부재에 연결되는 회전구동부로 이루어지고 상기 줄기 받침부 하단에 형성되는 구동부를 포함하는 굽힘모듈.
2. 제1항에 있어서, 상기 굽힘구동부는 상기 케이블부가 위치한 방향으로 굽힘이 발생하도록 구동하고, 상기 회전구동부는 상기 줄기부의 회전을 유도하도록 구동하는 것을 특징으로 하는 굽힘모듈.
3. 내부에 채널이 형성되고 상하로 탄성력이 작용되는 복수개의 탄성체부;

   상기 탄성체부의 채널에 각각 내장되고 그 상단측이 상기 탄성체부의 상단부에 연결되는 복수개의 케이블부; 및

   상기 케이블부 하단측에 각각 연결되는 복수개의 구동부를 포함하여 상기 복수개의 구동부의 구동에 따라 상기 탄성체부의 길이가 조절되는 조향모듈.
4. 제3항에 있어서,

   상기 복수개의 구동부는 독립적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 조향모듈.
5. 제3항에 있어서,

   상기 조향모듈은 상기 복수개의 구동부가 상기 케이블부가 감기는 방향으로 동작하면 수축되고, 수축된 상태에서 상기 케이블부가 풀리는 방향으로 동시에 동작하면 이완되는 것을 특징으로 하는 조향모듈.
6. 삭제
7. 삭제
8. 내부에 채널이 구비되고 탄성체로 이루어진 줄기부; 및

   상기 줄기부를 운동시키는 모션모듈을 포함하는데,

   상기 모션모듈은 상기 줄기부의 상단부에 설치된 카메라모듈의 탐색영역을 향상시키는 조향모듈 또는 상기 줄기부를 다 방향으로 굽힐 수 있는 굽힘모듈 중 하나 이상을 포함하고,

   상기 굽힘모듈은 상기 줄기부가 회전할 수 있도록 상기 줄기부 하부에 형성되고 기어부재와 베어링부재를 포함하는 줄기 받침부; 상기 줄기부에 구비된 채널에 내장되어 상측은 상기 줄기부의 상단 또는 상기 줄기부의 상단에 형성되는 꽃봉오리부의 하단에 고정되고, 하측은 상기 줄기받침부를 통해 구동부와 연결되는 케이블부; 및 상기 케이블부의 하측에 연결되는 굽힘구동부와 상기 기어부재에 연결되는 회전구동부로 이루어지고 상기 줄기 받침부 하단에 형성되는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 줄기시스템.
9. 내부에 채널이 구비되고 탄성체로 이루어진 줄기부; 및

   상기 줄기부를 운동시키는 모션모듈을 포함하는데,

   상기 모션모듈은 상기 줄기부의 상단부에 설치된 카메라모듈의 탐색영역을 향상시키는 조향모듈 또는 상기 줄기부를 다 방향으로 굽힐 수 있는 굽힘모듈 중 하나 이상을 포함하고,

   상기 조향모듈은 내부에 채널이 형성되고 상하로 탄성력이 작용되는 복수개의 탄성체부; 상기 탄성체부의 채널에 각각 내장되고 그 상단측이 상기 탄성체부의 상단부에 연결되는 복수개의 케이블부; 및 상기 케이블부 하단측에 각각 연결되는 복수개의 구동부를 포함하여 상기 복수개의 구동부의 구동에 따라 상기 탄성체부의 길이가 조절되는 것을 특징으로 하는 줄기 시스템.
10. 내부에 채널이 구비되고 탄성체로 이루어진 줄기부; 및

    상기 줄기부를 운동시키는 모션모듈을 포함하는데,

    상기 모션모듈은 상기 줄기부의 상단부에 설치된 카메라모듈의 탐색영역을 향상시키는 조향모듈 또는 상기 줄기부를 다 방향으로 굽힐 수 있는 굽힘모듈 중 하나 이상을 포함하고,

    상기 모션모듈은 상기 굽힘모듈보다 상기 조향모듈이 상부에 위치하도록 구성되는데, 상기 조향모듈이 상기 줄기부의 상부를 구성하고, 상기 굽힘모듈이 상기 줄기부의 하부를 구성하는 것을 특징으로 하는 줄기 시스템.
11. 제 10항에 있어서, 상기 조향모듈의 상부에 설치되는 카메라모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 줄기 시스템.
12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항의 줄기 시스템을 포함하는 식물로봇.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 줄기 시스템과 연결되고 하나 또는 복수 개의 센서, 하나 또는 복수 개의 입력부, 상기 센서 및 입력부로부터의 신호를 처리하는 제어부, 상기 제어부로부터의 신호를 출력하는 출력부를 포함하는 몸체부를 포함하는데,

    상기 제어부는 상기 센서 또는 입력부의 신호에 따라 상기 줄기 시스템의 모션모듈을 동작시켜 상기 줄기부의 운동을 제어하는 것을 특징으로 하는 식물로봇.

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