KR20040066348A - Computer terminal system with automatic recharging type robot - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템에 관한 것으로, 특히 실내 내부 어느 곳에서나 인터넷 사용이 가능하면서도 설치/사용상의 공간제약성을 뛰어넘을 수 있는 로봇의 이동성을 겸비한 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic charging robot-type computer terminal system, and more particularly, to an automatic charging robot-type computer terminal system having the mobility of a robot capable of exceeding the space limitation in installation / use while being able to use the Internet anywhere in the room. will be.
현재 로봇은 산업현장과 연구실용이라는 이미지를 탈피하여 인간 친화적이며 생활 필수품의 가정용으로 변화하고 있으며, 엔터테인먼트, 가사 도우미, 가정 보안의 역할을 수행하기 위해 진화하고 있다.Robots are moving away from the image of industrial sites and laboratories to become human-friendly and necessities of life, and are evolving to play the role of entertainment, household help and home security.
예를 들면, 놀이용 로봇으로 일본 소니사의 애완 동물형 '아이보'와 꼬마 인간형 'SDR-3X'와 대한민국의 주식회사 로보티즈 사의 인공지능 로봇 쥐인 '디디'와 '티티' 등이 있으며, 그 밖에도, 잔디깎는 로봇, 집 지키는 로봇(미국 프렌들리 로보틱스 사), 진공 청소 로봇(영국 다이슨사), 사람의 말을 알아듣고 가전제품을 조작하는 다기능 가정부 로봇인 'R100'(일본 NEC사), 거동이 불편한 노인이나 환자를 부축하고 약 먹을 시간을 알려주는 간호사 로봇 '플로'(미국 카네기멜론 대학) 등이 개발 중이거나 시판 중에 있다.For example, the play robots include Sony's pet-type `` Aibo '' and a little human type `` SDR-3X '', and artificial robots `` DIDI '' and `` Titi '' by ROBOTIS, Inc. in Korea. Lawn mower, guardian robot (French Robotics, USA), vacuum cleaner (Dyson, UK), 'R100' (NEC Japan), a multifunctional housekeeper robot that listens to people and manipulates home appliances, Nurse robot 'Flo' (Carnegie Mellon University, USA), which supports uncomfortable seniors or patients and informs them of the time to take medicine, is under development or on the market.
로봇 컴퓨터단말기, 일명 '로봇PC(robot PC)'는 컴퓨터 기술과 로봇 기술을 접목한 형태로서, 종전의 개인용 컴퓨터단말기에서 찾아 볼 수 있는 설치 및 사용상의 공간적 제약성과 입출력상의 제약을 로봇의 이동성과 제어성으로 해소하여, 사용자로 하여금 쉽게 컴퓨터를 접할 수 있게 개발된 것이다.Robot computer terminal, also known as 'robot PC' is a form that combines computer technology and robot technology.The space and input and output constraints found in previous personal computer terminals can be compared to the robot's mobility and By eliminating control, users can easily access the computer.
여기에서, 개인용 컴퓨터단말기는 작동 알고리즘을 포함하는 소프트웨어와 하드웨어로 구성되어 있으며, 하드웨어는 데이터나 프로그램을 입력하는 입력 장치, 처리된 결과를 출력하는 출력 장치, 프로그램이나 데이터를 기억하는 기억 장치, 프로그램을 실행하고 제어하는 중앙 처리 장치를 서로 유기적으로 결합시키고 있다.Here, the personal computer terminal is composed of software and hardware including an operation algorithm, the hardware is an input device for inputting data or a program, an output device for outputting a processed result, a memory device for storing a program or data, a program The central processing units that execute and control the are organically coupled to each other.
또한, 로봇은 자신을 이동시키기 위한 바퀴와 바퀴를 구동시키기 위한 모터 및 기어(직립 보행 로봇인 경우의 관절과 액추에이터)를 구비한 구동장치와, 호스트 컴퓨터와의 무선 통신을 위해 RF(Radio Frequency) 수신기를 구비한 통신 모듈과, 이런 통신 모듈(RF 수신기)에서 수신한 명령을 해석하여 구동장치를 제어하기 위한 제어부, 모터 내지 액추에이터를 구동시키기 위한 각종 드라이버, 기타 제어 회로를 구비한 마이크로 콘트롤러 보드와, 외부에서 공급되는 전원 없이 독립적으로 각종 장치, 모듈, 보드에 전원을 공급하는 충전형 배터리와, 상기 바퀴(액추에이터, 관절), 모터, 기어를 결합시키고 마이크로 콘트롤러 보드와 배터리를 수납하기 위한 금속(또는 이와 유사한 강도의 재료)으로 만들어진 차체로 이루어져 있다.In addition, the robot includes a driving device including a wheel for moving itself and a motor and gear (joint and actuator in the case of an erect walking robot) for driving the wheel, and a radio frequency (RF) for wireless communication with a host computer. A microcontroller board having a communication module having a receiver, a control unit for controlling a driving device by interpreting commands received from the communication module (RF receiver), various drivers for driving a motor or an actuator, and other control circuits; In addition, a rechargeable battery that independently supplies power to various devices, modules, and boards without an externally supplied power, and metals for combining the wheels (actuators, joints), motors, gears, and housing the microcontroller board and the battery ( Or a material of similar strength).
종래 기술에 따른 디지털 컴패니언 로봇 및 시스템은 2002년 대한민국 공개특허 공보 제37618호에 개시된 바와 같이, 인공지능과 인간 친화적인 인터페이스를 가진 자율형 로봇이 통신 링크를 통해 앞서 언급한 개인용 컴퓨터단말기와 접속되며, 개인용 컴퓨터단말기와 연계되는 데이터베이스를 구비함으로써, 인간에게 친근감을 주고 제한된 자율적 보조 기능과 대화형 게임 기능과 홈 시큐어리티 기능과 인터넷 액세스 기능 등과 같은 다양한 기능을 수행하며, 자극에 대한 반응 동작을 하는 가정용 기기이다.Digital companion robot and system according to the prior art, as disclosed in 2002 Korean Patent Publication No. 37618, an autonomous robot having artificial intelligence and a human-friendly interface is connected to the aforementioned personal computer terminal through a communication link. It has a database that is connected to personal computer terminals to provide a friendly feeling to humans, perform various functions such as limited autonomous assistance functions, interactive game functions, home security functions, and internet access functions, and respond to stimuli. Home appliances.
그러나, 종래의 기술에서는 로봇의 배터리를 충전할 때, 사용자가 충전기가 있는 곳까지 로봇을 들어 올려 이동시킨 후 충전장치에 장착하여야 하는 등과 같은 인위적인 도움이나 불편이 존재하였다.However, in the related art, when the battery of the robot is charged, there is an artificial help or inconvenience such as the user lifting and moving the robot to the charger and then mounting the robot.
종래의 다른 기술로서, 2001년 대한민국 공개특허 공보 제16048호에 다기능홈 퍼스널 로봇이 개시되어 있다.As another conventional technology, a multi-functional home personal robot is disclosed in Korean Patent Publication No. 16048 in 2001.
종래의 홈 퍼스널 로봇은 얼굴부분에 설치된 영상감지센서로부터 입력되는 화상정보를 화상처리기법을 사용하여 판단에 필요한 간단한 정보로 변형시켜 출력하는 영상처리부와, 상기 홈 퍼스널 로봇의 귀부분에 설치된 음성감지센서로부터 들어온 소리를 음성인식 알고리즘을 이용하여 특징을 추출 및 비교하여 음성으로 내려진 명령을 인식하고, 명령에 대한 답을 스피커를 통해 출력하는 음성처리부와, 초음파로서 전방의 장애물을 검출하여 장애물 신호를 출력하는 장애물 검출모듈과, 상기 장애물 검출모듈로부터 출력되는 신호를 인식하여 로봇의 이동방향의 제어신호를 출력하고, 영상감지센서로부터 들어온 화상정보를 인식하여 확립되어 있는 정보를 바탕으로 화자의 정체를 인식하고, 음성감지센서로부터 들어온 소리를 음성을 인식하여 화자(話者)를 인식하여 소정의 제어신호를 출력하는 주제어부와, 상기 주제어부의 제어신호에 의해 로봇의 이동시키기 위한 모터 어레이를 구동하기 위한 모션처리부와, 상기 주제어부의 제어신호에 의해 모든 상황 및 화상정보를 표시하는 디스플레이 모듈과, 상기 주제어부와 송수신하며 음성 및 화상정보, 각종 데이터가 저장되는 저장부와, 상기 홈 퍼스널 로봇의 각종 제어를 위해 조작하는 조작부와, 상기 주제어부의 제어신호를 홈 퍼스널 컴퓨터 및 의료감지센서와 무선통신을 수행하는 무선통신모듈로 이루어진 것을 특징으로 한다.Conventional home personal robot has an image processing unit for transforming the image information input from the image sensor installed in the face portion into a simple information necessary for determination using an image processing technique, and the voice detection unit installed in the ear portion of the home personal robot A voice processing unit recognizes a command given by voice by extracting and comparing features using a voice recognition algorithm using a voice recognition algorithm, and outputs an answer to the command through a speaker, and detects obstacles in front by ultrasonic waves to detect an obstacle signal. It recognizes the obstacle detection module to output and the signal output from the obstacle detection module to output the control signal of the movement direction of the robot, and recognizes the identity of the speaker based on the information established by recognizing the image information input from the image detection sensor Recognize the sound from the voice sensor The main control unit recognizes a child and outputs a predetermined control signal, a motion processor for driving a motor array for moving the robot by the control signal of the main control unit, and a control signal of the main control unit. And a display module for displaying image information, a storage unit for transmitting and receiving data to and from the main control unit, a storage unit for storing voice, image information, and various data, an operation unit for operating various controls of the home personal robot, and a control signal of the main control unit. Characterized in that the wireless communication module for performing wireless communication with the home personal computer and the medical sensor.
그러나, 종래의 홈 퍼스널 로봇은 로봇의 기능을 수행하기 위해 내장한 마이크로 콘트롤러를 컴퓨터단말기로 대체하는 형식으로 홈 오토메이션, 인터넷 기술과 접목된 사용자 인식 기능, 인터넷 검색 기능, 인터넷 전화 기능, 인터넷 예약/주문기능, 스케줄 관리 기능, 건강 관리기능, 방범 기능을 수행하는 것을 특징으로 하여, 다중 기능을 수행하는 것을 목표로 하고 있으나, 이러한 기능들을 계속적으로 수행하도록 전원을 어떤 방식으로 공급하는 지에 대해서 구체적인 솔루션이 없는 상태이다.However, the conventional home personal robot replaces the built-in microcontroller with a computer terminal in order to perform the robot's functions. Home automation, user recognition function combined with Internet technology, Internet search function, Internet phone function, Internet reservation / It aims to perform multiple functions, characterized by ordering function, schedule management function, health care function, and security function, but specific solution about how to supply power to continuously perform these functions. There is no state.
예컨대, 실제로 사용자의 목소리를 듣고 움직일 수 있는 로봇의 기능과 컴퓨터단말기로서의 기능을 수행하기 위해서는 종래 기술에서 언급된 바 없는 아래와 같은 문제점들이 존재하였다.For example, in order to perform a function of a robot that can actually hear and move a user's voice and a function of a computer terminal, the following problems have not been mentioned in the prior art.
우선, 기본적으로 컴퓨터단말기와 같은 기능을 수행하기 위해서 원활하면서 지속적인 전원 공급이 문제가 된다. 로봇과 같이 이동하는 컴퓨터단말기의 경우 로봇의 이동과 제어에 사용되는 전원을 비롯하여 컴퓨터단말기의 작동을 위해 사용되는 전원을 원활하게 공급하여야 하는데, 이때 장시간 동안 사용할 수 있는 대용량 배터리를 사용할 경우, 자체 하중의 증가로 인하여 시스템 하드웨어가 대형화됨으로써 가정용으로 사용하기 부적합하게 되고, 반대로 장시간 사용하면서도 소용량인 배터리를 사용할 경우 매우 고가이므로 경제적으로 비효율적이다.First of all, smooth and continuous power supply is a problem in order to perform a function such as a computer terminal. In the case of a computer terminal moving with a robot, it is necessary to smoothly supply power used for the operation and movement of the computer terminal, including power used for movement and control of the robot. Due to the increase in the size of the system hardware becomes unsuitable for home use, on the contrary, it is economically inefficient because it is very expensive to use a small capacity battery while using for a long time.
이에, 시스템 자신이 인공 지능적으로 충전 알고리즘을 수행하는 것이 바람직한데, 이런 기술적 사상은 앞서 언급한 종래 기술에서 적용된 바 없으며, 실제적으로 구현하는 것은 매우 어려운 과제인 것이다.Therefore, it is preferable that the system itself performs the charging algorithm artificially, and this technical concept has not been applied in the above-mentioned prior art, and it is a very difficult task to implement in practice.
또한, 종래 기술의 다기능 홈 퍼스널 로봇은 발명의 명칭에서 알 수 있듯이, 로봇으로서의 기능을 수행하기 때문에 실제로 컴퓨터단말기의 하드웨어적 호환성이나, 로봇 영역과 컴퓨터단말기 영역의 분리가 어려운 일체형 시스템으로 구성되어있으므로, 기존 컴퓨터단말기에서처럼, 내부 하드웨어의 업그레이드가 매우 불편하며, 이에 따라 충실히 컴퓨터단말기로서의 하드웨어적 역할을 수행하지 못하는 단점이 있다.In addition, the multifunctional home personal robot of the prior art, as the name of the invention, because it performs a function as a robot is actually composed of an integrated system that is difficult to hardware compatibility of the computer terminal, or separation of the robot area and the computer terminal area. As in the existing computer terminal, the upgrade of the internal hardware is very inconvenient, and thus there is a disadvantage in that it cannot faithfully perform the hardware role as the computer terminal.
또한, 종래 기술에서는 일반적인 가정의 실내 내부에서 이동하면서 만나게 되는 다양한 형태의 방해물에 대해서 단순히 피해 가는 일반적인 작동 알고리즘으로 동작하게 되어 있으므로 써, 여전히 공간적 제약을 피할 수 없는 어려움이 있었다.In addition, in the prior art, it is still difficult to avoid space constraints because it operates by a general operation algorithm that simply avoids various types of obstacles encountered while moving inside a general home interior.
또한, 종래 기술에서는 인터넷 전화를 사용하고 있어서 가정 내에 설치된 일반적인 전화 공중망과의 호환성이 떨어지며, 별도의 서버 시스템을 요구하기 때문에 시스템이 매우 복잡해지게 되므로 가정 내에서 사용하는 기기임을 고려할 때 그의 실효성이 매우 떨어지는 단점이 있다.In addition, in the conventional technology, since the Internet phone is used, the compatibility with the general public telephone network installed in the home is inferior, and since the system becomes very complicated because it requires a separate server system, the effectiveness of the device is considered to be used in the home. There is a downside to falling.
또한, 종래 기술에서는 일반 컴퓨터단말기와 같이 측면에 편심된 곳에 보드가 위치하고, 편심된 보드로부터 도터보드 내지 기타 모듈형 장치들이 장착되기 때문에, 이동형 로봇의 정적 내지 동적 중심이 전혀 고려되지 않은 상태로 설계 제작되어 있으며, 이에 따라 특정 물체를 넘을 때 하중이 한 곳으로 집중되게 됨으로써 기동성이 매우 떨어지거나 안정성을 확보하지 못하는 단점이 있다.In addition, in the prior art, since the board is located at an eccentric side like a general computer terminal and daughter boards or other modular devices are mounted from the eccentric board, the static or dynamic center of the mobile robot is not considered at all. As a result, the load is concentrated in one place when a specific object is crossed, and thus there is a disadvantage in that maneuverability is very low or stability is not secured.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 균형을 잡으면서 장애물을 극복할 수 있는 구동부를 갖는 이동형 단말장치와, 무선 인터넷 액세스, 자동충전, 양방향 무선 영상 송수신기를 겸한 충전형 고정장치로 이루어진 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템을 제공하려는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a mobile terminal device having a drive unit that can overcome obstacles while balancing, wireless Internet access, automatic charging, two-way wireless video transceiver To provide an automatic charging robot-type computer terminal system consisting of a rechargeable fixed device.
또한, 본 발명의 다른 목적은 강도가 비교적 높고 중량이 낮은 재질로서 분해 모듈형 장치의 착탈을 용이하게 하고 무게중심을 센터로 위치시킨 지지프레임을 몸체부 내부에 장착함으로써, 전력 소모를 최소화하고, 미리 정한 수치 이하로 전력이 떨어지기 전에 충전형 고정장치로 복귀한 후 원래의 작업 위치로 회귀하는 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템을 제공하려는 것이다.In addition, another object of the present invention is a material of relatively high strength and low weight to facilitate the detachment of the disassembly modular device and to minimize the power consumption by mounting the support frame in the center of the center of gravity center, The aim is to provide an automatic charging robotic computer terminal system that returns to the charging station before the power drops below a predetermined value and then returns to the original working position.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 전화, 팩스, 인터넷 서비스 등과 같은 가정생활에 필요한 서비스를 제공하면서 사람의 음성에 의해서 이동하고, 미아방지, 보안방범, 교육 기자재로 활용될 수 있는 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템을 제공하려는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a service necessary for home life, such as telephone, fax, Internet services, such as automatic charging robot that can be moved by the voice of a person, can be used as anti-lost, security crime prevention, educational equipment It is to provide a computer terminal system.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템의 구성을 설명하기 위한 사시도,1 is a perspective view for explaining the configuration of an automatic charging robot-type computer terminal system according to an embodiment of the present invention,
도 2a와 도 2b는 도 1에 도시된 몸체하우징의 구성을 설명하기 위한 측면도 및 분해 사시도,2a and 2b is a side view and an exploded perspective view for explaining the configuration of the body housing shown in FIG.
도 3a는 도 1에 도시된 구동부의 내부 구성을 설명하기 위한 분해 사시도,3A is an exploded perspective view for describing an internal configuration of the driving unit illustrated in FIG. 1;
도 3b는 도 3a에 도시된 구동부의 주요 부위의 측면도,3B is a side view of the main part of the drive unit shown in FIG. 3A;
도 4a와 도 4b는 도 1에 도시된 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템의 내부 결합관계를 설명하기 위한 정면도 및 측면도,4a and 4b is a front view and a side view for explaining the internal coupling relationship of the automatic charging robot-type computer terminal system shown in FIG.
도 5a는 도 1에 도시된 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템의 전자시스템 구성을 설명하기 위한 블록도,Figure 5a is a block diagram for explaining the electronic system configuration of the automatic charging robot type computer terminal system shown in Figure 1,
도 5b는 도 5a에 도시된 액세스포인트용 충전형 고정장치의 구성을 설명하기 위한 블록도,Figure 5b is a block diagram for explaining the configuration of the charging fixed device for an access point shown in Figure 5a,
도 6a와 도 6b는 본 발명에 따른 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템의 변형예를 설명하기 위한 정면도 및 측면도,6a and 6b is a front view and a side view for explaining a modification of the automatic charging robot-type computer terminal system according to the present invention,
도 7a와 도 7b는 본 발명에 따른 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템의 다른 변형예를 설명하기 위한 정면도 및 측면도.7a and 7b is a front view and a side view for explaining another modified example of the automatic charging robot-type computer terminal system according to the present invention.
♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣♣ Explanation of symbols for main part of drawing ♣
100 : 이동형 단말장치 110, 110" : 구동부100: mobile terminal 110, 110 ": drive unit
120 : 구동 메커니즘 121, 122 : 구동바퀴120: drive mechanism 121, 122: drive wheel
123, 124 : 균형바퀴 125, 126 : 스텝핑모터123, 124: balance wheel 125, 126: stepping motor
131 : 배터리 140 : 전원공급모듈131: battery 140: power supply module
150 : 몸체부 155, 155' : 키보드150: body 155, 155 ': keyboard
156, 156', 156" : 디스플레이 패널 157, 157', 157" : 비디오 캠156, 156 ', 156 ": Display panel 157, 157', 157": Video cam
160 : 몸체하우징 161, 162 : 구동부하우징160: body housing 161, 162: drive part housing
200 : 충전형 고정장치 270 : 네트워크 보드200: rechargeable fixed device 270: network board
280 : 무선랜 액세스포인트 보드 290 : 전원충전부280: wireless LAN access point board 290: power charging unit
291 : 로봇 회귀 모듈 300 : 메인제어보드291: robot regression module 300: main control board
상술한 본 발명의 목적들은 실내 공간을 이동하도록 구동 메커니즘을 구비한 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템에 있어서, 구동 메커니즘과 배터리의 전원을 공급하는 전원공급모듈을 받침판으로 분리시켜서 보호하도록 분해 조립 가능한 구동부하우징을 구비한 구동부와, 이런 구동부에 결합된 스텝핑모터의 작동을 제어하는 메인제어보드와, 이런 메인제어보드에 접속된 키보드, 디스플레이 패널, 한 쌍의 비디오 캠을 장착한 몸체부로 이루어져 있는 이동형 단말장치와, 이런 이동형단말장치의 무선 인터넷망 환경과 전화 공중망 환경 및 전원충전 환경을 제공하기 위해서, 홈 네트워크와 접속될 수 있는 무선랜 액세스포인트 보드, 개인 무선 네트워크를 위한 네트워크 보드, 전원충전부를 내장한 충전형 고정장치를 포함하여, 홈서버로서의 역할과 컴퓨터단말기로서 상기 구동부를 제어하여 움직이는 기능을 수행하며, 전력 잔여량에 따라 상기 이동형 단말장치가 충전형 고정장치로 회귀하여 전원을 재충전하는 것을 특징으로 하는 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템에 의해 달성된다.In the above-described objects of the present invention, in the automatic charging robot-type computer terminal system having a driving mechanism to move an indoor space, a driving unit that can be disassembled and assembled to separate and protect the driving mechanism and the power supply module for supplying the battery power to a support plate A mobile terminal comprising a drive unit having a housing, a main control board for controlling the operation of the stepping motor coupled to the drive unit, and a body unit equipped with a keyboard, a display panel, and a pair of video cams connected to the main control board. Built-in wireless LAN access point board that can be connected to home network, network board for personal wireless network, and power charging unit to provide the device, wireless internet network environment, telephone public network environment and power charging environment of such mobile terminal device. Station as home server, including one rechargeable fixture And a computer terminal to control the driving unit to perform a moving function, and the mobile terminal device is recharged by recharging the fixed type device according to the remaining power, and is achieved by an automatic charging robot type computer terminal system. .
이하, 첨부한 도 1 내지 도 7b를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying Figures 1 to 7b will be described in detail with respect to the automatic charging robot-type computer terminal system according to a preferred embodiment of the present invention.
도면에서, 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템의 구성을 설명하기 위한 사시도이고, 도 2a와 도 2b는 도 1에 도시된 몸체하우징의 구성을 설명하기 위한 측면도 및 분해사시도이다. 도 3a는 도 1에 도시된 구동부의 내부 구성을 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 구동부의 주요 부위의 측면도이다. 또한, 도 4a와 도 4b는 도 1에 도시된 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템의 내부 결합관계를 설명하기 위한 정면도 및 측면도이고, 도 5a는 도 1에 도시된 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템의 전자시스템 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 그리고, 도 5b는 도 5a에 도시된 액세스포인트용 충전형 고정장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이며, 도 6a와 도 6b는 본 발명에 따른 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템의 변형예를 설명하기 위한 정면도 및 측면도이고, 도 7a와 도 7b는 본 발명에 따른 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템의 다른 변형예를 설명하기 위한 정면도 및 측면도이다.In the drawings, Figure 1 is a perspective view for explaining the configuration of the automatic charging robot-type computer terminal system according to an embodiment of the present invention, Figure 2a and Figure 2b is a side view for explaining the configuration of the body housing shown in FIG. And an exploded perspective view. FIG. 3A is an exploded perspective view for explaining an internal configuration of the driving unit shown in FIG. 1, and FIG. 3B is a side view of a main part of the driving unit shown in FIG. 3A. 4A and 4B are front and side views illustrating an internal coupling relationship of the automatic charging robot type computer terminal system shown in FIG. 1, and FIG. 5A is a diagram of the automatic charging robot type computer terminal system shown in FIG. 1. It is a block diagram for demonstrating an electronic system structure. And, Figure 5b is a block diagram for explaining the configuration of the charging fixed device for an access point shown in Figure 5a, Figure 6a and Figure 6b is a modification of the automatic charging robot type computer terminal system according to the present invention 7A and 7B are front and side views for explaining another modified example of the automatic charging robot type computer terminal system according to the present invention.
도 1에 보이듯이, 본 발명은 일반적인 가정의 실내(10)에 배치된 이동형 단말장치(100)와 충전형 고정장치(200)로 크게 나누어져 있다.As shown in FIG. 1, the present invention is largely divided into a mobile terminal device 100 and a rechargeable fixed device 200 disposed in a room 10 of a typical home.
이동형 단말장치(100)는 메카트로닉스 기술을 활용한 구동부(110)와 몸체부(150)로 이루어져 있다. 구동부(110)는 하기에 상세히 설명할 바와 같이, 충전 가능한 배터리를 사용하는 전원공급모듈을 내장하고 있으며, 전원공급모듈로부터 전원을 공급받아 작동하는 모터로 바퀴를 회전시켜서 실내(10)의 바닥면을 따라 이동하도록 구성된다. 구동부(110)의 상부에 배치된 몸체부(150)는 '홈서버로서의 역할'과 '컴퓨터단말기로서 구동부(110)를 제어하여 움직이는 기능'을 담당하도록 메인제어보드를 장착하고 있다.The mobile terminal device 100 includes a driving unit 110 and a body unit 150 utilizing mechatronic technology. As described in detail below, the driving unit 110 includes a power supply module using a rechargeable battery, and rotates a wheel with a motor that operates by receiving power from the power supply module, thereby lowering the floor of the room 10. It is configured to move along. Body portion 150 disposed on the upper portion of the drive unit 110 is equipped with a main control board to play a 'role as a home server' and 'function to control the drive unit 110 as a computer terminal.'
여기에서, '홈서버로서의 역할'이란 정보가전기기용 제어기술인 UPnP(Universal Plug and Play)과 'WPAN(개인 무선 네트워크)'의 표준화 플랫폼을 통해 작동되는 'Qplus', 'VxWorks', 'WinCE', 'Embedded Linux' 중의 어느 하나 또는 HomeRF Working Group의 SWAP(Shared Wireless Access Protocol)을 사용하는 실시간 운영체계(RTOS : Real Time Operating System)에 의해서 실내(10) 내부의 정보가전기기들을 제어하고 상호정보교환을 보장하는 것을 의미한다. 예컨대, 몸체부(150) 내부의 메인제어보드는 자체 무선모듈을 통해 하기에서 설명할 충전형 고정장치(200)의 무선랜 액세스포인트 보드와 통신하고, 이에 따라 실내에 형성될 WPAN에서 노트북, 휴대폰, PDA 등의 이동정보 서비스기기(도시 안됨)들과, 전자레인지, 냉장고, 세탁기 등의 주방기기(도시 안됨)들과, 전기, 물, 가스, 방범/보안,홈 오토메이션 기기들의 제어를 위한 홈콘트롤러(도시 안됨)와 무선으로 접속되어서, 그 작동을 제어하는 것을 의미한다.Here, 'role of home server' refers to 'Qplus', 'VxWorks' and 'WinCE' which are operated through standardization platform of UPnP (Universal Plug and Play) and 'WPAN (Personal Wireless Network)'. The real time operating system (RTOS) uses one of the 'Embedded Linux' or the HomeRF Working Group's Shared Wireless Access Protocol (RTS) to control the electrical equipment and mutual information. Means to guarantee the exchange. For example, the main control board inside the body 150 communicates with the wireless LAN access point board of the rechargeable fixed device 200, which will be described below, through its own wireless module, and accordingly, a notebook, a mobile phone in a WPAN to be formed indoors. Mobile information service devices (not shown), PDA, etc., kitchen devices (not shown), such as microwave oven, refrigerator, washing machine, and home for controlling electric, water, gas, security / security, and home automation devices. By wirelessly connecting to a controller (not shown), it means controlling its operation.
또한, '컴퓨터단말기로서 구동부(110)를 제어하여 움직이는 기능'이란, 예컨대, 일반적인 컴퓨터단말기와 같이 컴퓨터 프로그램 작동, 수치 연산 및 정보 처리, 구동부(110)의 작동 제어, 인터넷 액세스, 음성인식, 비디오 캠(CCD)을 이용한 보안방범(전화 받기, 전화 걸기, 화상 전화, 외부에서 전화를 통한 지령 수행, 방범기능으로 외부 침입시 지정된 전화로 전화걸기, 음성으로 특정인 전화 걸어 주기, 일반 전화를 통한 전화 걸기 및 받기, 인터넷을 통한 전화 걸기 및 받기, 전화 왔을 때 특정 지역까지 몸체부(150)에 장착된 전화를 음성명령을 발생시킨 사용자에게 가져가기, 특정 지역을 카메라로 감시하고 소형 모니터로 영상 날려주기(아기 잠자는 모습 감시하기, 병자 감시하기, 수험생 감시하기), 이메일 왔을 때 알려주기, TV 기능, 오디오 기능, 홈 네트워크와 연계한 홈 시큐어리티 기능, 외부인 출입시 통제 기능, 내부 특정인에게 외출 시 메시지 전달 기능을 수행한다.In addition, "a function that controls and drives the drive unit 110 as a computer terminal" is, for example, a computer program operation, numerical calculation and information processing, operation control of the drive unit 110, Internet access, voice recognition, video, as a general computer terminal. Security crime prevention using cam (CCD) (receiving a call, making a call, making a video call, performing a command through a call from the outside, making a call to a designated phone when an external invasion is made by a security function, making a call by a specific person by voice, or calling a regular phone) Making and receiving calls, making and receiving calls over the Internet, and bringing a phone mounted on the body 150 to a specific area when a call is made to a user who generates a voice command, monitoring a specific area with a camera, and blowing a video on a small monitor. Giving a baby (watching sleeping, watching sick, monitoring examinees), e-mail notification, TV function, audio function, home net It performs the home security function linked with the work, the control function when the outsider enters and delivers the message when the user is out to the inside.
이렇게 다양한 기능을 수행하기 위해서, 몸체부(150)는 하기에 상세히 설명할 메인제어보드의 전화용 모뎀휴대카드와 전기적으로 접속된 전화 송수화기(151), 무선 통신을 위한 제1안테나(152), 몸체하우징(160)의 외부에서 액세스 가능하고 멀티미디어 사용이 가능한 보조 기억장치(153 : CD롬, DVD플레이어, 플로피디스켓), 키 잠금장치(key lock)를 구비한 전원스위치(154), 몸체하우징(160)의 상면에 놓여진 외장형 유무선 키보드(155), 몸체하우징(160)의 상면에서 힌지 결합된 디스플레이 패널(156), 몸체하우징(160)에 고정되어 디스플레이 패널(156)의 상부에 배치된 한 쌍의 비디오 캠(157)을 구비한다.In order to perform such various functions, the body unit 150 is a telephone handset 151 electrically connected to a modem portable card for a telephone of the main control board to be described in detail below, the first antenna 152 for wireless communication, Auxiliary storage device (153: CD-ROM, DVD player, floppy diskette) accessible from the outside of the body housing 160, the power switch 154 having a key lock, body housing ( External wired and wireless keyboard 155 placed on the upper surface of the 160, a display panel 156 hinged to the upper surface of the body housing 160, a pair fixed to the body housing 160 and disposed on the upper portion of the display panel 156 Video cam 157 is provided.
한편, 충전형 고정장치(200)는 앞서 설명한 이동형 단말장치(100)를 유선망(인터넷망, 전화 공중망, 외부 전원)에 접속시키기 위해서, 홈 네트워크와 접속될 수 있는 무선랜 액세스포인트 보드와, 네트워크 보드와, 전원충전부를 내장하고 있으며, 이들과 접속된 인터넷 유선포트(201), 전화 유선포트(202), 키 잠금장치를 구비한 전원 스위치(203), 작동 표시등(204), 전원코드(205), 전원 콘택트 소켓(206), 무선 근접 센서(207), 제2안테나(208)를 외장 케이스(210)에 장착하고 있다.On the other hand, the charging fixed device 200 is a wireless LAN access point board that can be connected to the home network, in order to connect the mobile terminal 100 described above to the wired network (Internet network, telephone public network, external power), and the network Board and power charger, built-in Internet wired port 201, telephone wired port 202, power switch 203 equipped with a key lock device, operation indicator 204, power cord ( 205, a power contact socket 206, a wireless proximity sensor 207, and a second antenna 208 are attached to the exterior case 210.
특히, 네트워크 보드는 통상의 내장형 ADSL 또는 케이블 모뎀과 전화용 모뎀접속카드(도시 안됨)를 더 포함하고 있다. 전화용 모뎀접속카드란 앞서 언급한 전화용 모뎀휴대카드와 쌍을 이루어 전화 공중망(PSTN)을 통한 유선전화를 무선전화로 변환시켜주는 무선전화시스템의 일종이다.In particular, the network board further includes a conventional built-in ADSL or cable modem and a telephone modem access card (not shown). The telephone modem access card is a kind of wireless telephone system that is paired with the aforementioned telephone modem portable card and converts a landline telephone through a telephone public network (PSTN) into a wireless telephone.
이런 충전형 고정장치(200)의 외장 케이스(210)는 배면에 걸개용 구멍을 형성하여, 실내(10)의 벽면에 박힌 고정 못과 같은 걸려져 있으며, 고정 못의 설치 높이는 충전형 고정장치(200)의 전원 콘택트 소켓(206)과 이동형 단말장치(100)의 충전단자(332)가 상호 접촉할 수 있는 높이에 대응하게 정해진다.The exterior case 210 of such a rechargeable fixing device 200 is formed with a hole for the hook on the back, such as a fixing nail nailed to the wall of the room 10, the installation height of the fixing nail is a charging fixing device ( The power contact socket 206 of the 200 and the charging terminal 332 of the mobile terminal 100 are determined to correspond to the height at which they can contact each other.
또한, 충전형 고정장치(200)는 내장형 ADSL 또는 케이블 모뎀의 인터넷 유선포트(201)로 인터넷망에 접속되며, 전화용 모뎀접속카드의 전화 유선포트(202)로 전화 공중망에 접속되며, 전원코드(205)로 외부전원(220V)을 공급받고, 전원충전 보드의 변압기로 외부전원을 변환하여 사용한다. 이때, 네트워크 보드의 내장형ADSL 또는 케이블 모뎀과 무선랜 액세스포인트 보드와 제2안테나(208)는 상호 작동 가능하게 접속되어 있다.In addition, the charging fixed device 200 is connected to the Internet network through the Internet wired port 201 of the built-in ADSL or cable modem, and is connected to the telephone public network through the telephone wired port 202 of the telephone modem connection card, the power cord The external power supply 220V is supplied to 205, and the external power is converted into a transformer of the power supply board and used. At this time, the built-in ADSL or cable modem of the network board, the WLAN access point board and the second antenna 208 are operatively connected to each other.
도 2a에 도시된 바와 같이, 이동형 단말장치의 구동부와 몸체부는 몸체하우징(160)에 의해 보호된다.As shown in FIG. 2A, the driving unit and the body of the mobile terminal device are protected by the body housing 160.
몸체하우징(160)은 구동부를 위한 두개의 구동부하우징(161, 162)과, 메인제어보드의 장착과 탈착을 용이하게 하고 무게중심을 센터로 위치시킨 지지프레임(163a, 163b, 163c)과, 외부 상자형 커버(164)로 이루어져 있다.The body housing 160 includes two drive unit housings 161 and 162 for the drive unit, support frames 163a, 163b and 163c which facilitate the installation and detachment of the main control board and center the center of gravity. It consists of a box-shaped cover 164.
구동부하우징(161, 162)은 구동 메커니즘이 장착되는 하부하우징(161)과 받침판 역할을 수행하는 상부하우징(162)으로 이루어져 있다. 하부하우징(161)은 상부가 개구되고 사각 테두리 부위에 결합턱이 형성된 박스 형상으로서, 양 측면의 하부쪽 일부의 개구부(161a)가 관통되어 있어서 바퀴 등을 장착할 수 있으며, 이동형 단말장치의 이동시 물체를 용이하게 타고 넘어갈 수 있도록, 하부가 절곡형으로 각을 이루면서 전후방향의 측변 쪽으로 갈수록 각각 상향으로 경사진 하면(161b, 161c)을 갖는다. 상부하우징(162)은 하부하우징(161)의 상부에 씌워지는 커버로서, 지지프레임(163a, 163b, 163c)이 장착되는 상면과 하향으로 개구된 하부를 갖는 박스 형상을 갖는다. 이런 상부하우징(162)의 상부에는 인터페이스 슬롯(162b)이 배치되어 있으며, 외부 상자형 커버(164)를 고정시키기 위해 고정 돌출턱(162a)들이 형성되어 있다.The driving unit housings 161 and 162 include a lower housing 161 on which a driving mechanism is mounted and an upper housing 162 serving as a support plate. The lower housing 161 has a box shape in which an upper part is opened and a coupling jaw is formed at a rectangular edge portion, and the opening part 161a of the lower part of both sides is penetrated so that wheels and the like can be mounted, and when the mobile terminal device is moved. In order to be able to easily ride over the object, the lower portion has an angle in a bent shape and has lower surfaces 161b and 161c inclined upwards toward the side of the front and rear directions, respectively. The upper housing 162 is a cover that is covered on the upper portion of the lower housing 161, and has a box shape having an upper surface on which the support frames 163a, 163b, and 163c are mounted, and a lower portion opened downward. An interface slot 162b is disposed on an upper portion of the upper housing 162, and fixing protrusion jaws 162a are formed to fix the outer box cover 164.
외부 상자형 커버(164)는 비교적 경량 소재의 판재로서 하부가 개구된 상자 형상으로서, 전화 송수화기(151)의 장착홈(164a)과 제1안테나(152)의장착구멍(164b)이 커버 측면에 형성되어 있고, 보조 기억장치의 장착홈(도시 안됨) 등이 커버 정면에 형성되며, 디스플레이 패널(156)을 힌지결합시키기 위한 힌지부위(164c)와 케이블 통과구멍(164d)이 커버 상면에 형성되어 있다.The outer box-shaped cover 164 is a plate of relatively light weight material, and has a box shape with a lower opening, and the mounting groove 164a of the telephone handset 151 and the mounting hole 164b of the first antenna 152 are provided on the side of the cover. And mounting grooves (not shown) of the auxiliary storage device are formed on the front of the cover, and a hinge portion 164c and a cable passage hole 164d for hinge coupling the display panel 156 are formed on the upper surface of the cover. have.
도 2b에 도시된 바와 같이, 지지프레임(163a, 163b, 163c)은 소정폭을 갖는 사각링 형상으로 형성된 두개의 링 지지프레임(163a, 163b)과, 링 지지프레임들의 안쪽에서 그의 중심에 일치하여 수직하게 개재된 판 지지프레임(163c)으로 이루어져 있으며, 강성 증가를 위해서 절곡 돌출된 표면을 갖는다.As shown in FIG. 2B, the support frames 163a, 163b, and 163c have two ring support frames 163a and 163b formed in a rectangular ring shape having a predetermined width, and coincide with their centers inside the ring support frames. It consists of a vertically interposed plate support frame 163c, and has a bent protruding surface for increasing rigidity.
여기에서, 링 지지프레임(163a, 163b)은 판 지지프레임(163c)이 수직하게 개재될 안쪽의 상하 위치에 상하고정부위(163d, 163e)가 형성되어 있으며, 보조 기억장치를 고정하기 위해서 안쪽의 좌우 위치에 좌우고정부위(163f)가 형성되어 있다.Here, the ring support frames 163a and 163b have upper and lower positions 163d and 163e at upper and lower positions of the inner side where the plate support frames 163c will be vertically interposed, and the inner side to fix the auxiliary storage device. Left and right fixing parts 163f are formed at the left and right positions.
판 지지프레임(163c)은 용이한 조립과 구조적 강성 및 무게 감소를 위해서 판상의 일부분들이 관통되어 있으며, 상기 링 지지프레임(163a, 163b)의 좌우고정부위(163f)에 대응하는 위치에 다른 좌우고정부위(163g)들이 형성되어 있다.The plate support frame 163c has a portion of the plate penetrated for easy assembly, structural rigidity, and weight reduction, and the left and right fixed positions are different at positions corresponding to the left and right fixing positions 163f of the ring support frames 163a and 163b. Sites 163g are formed.
이렇게 형성된 지지프레임(163a, 163b, 163c)은 하기에 설명할 메인제어보드를 중심에 가깝게 장착할 수 있으면서도, 전체 시스템의 무게를 감소시킬 수 있으며, 메인제어보드를 기준으로 좌우측에 도터보드와 보조 기억장치들의 하중을 고려하여 균형 있게 배치시킬 수 있게 한다.The support frames 163a, 163b, and 163c formed as described above can be mounted close to the center of the main control board, which will be described below, and can reduce the weight of the entire system. The load of the memory devices can be considered in a balanced manner.
도 3a에 도시된 바와 같이, 구동부(110)는 하부하우징(161)과 상부하우징(162)의 내부에 장착되는 구동 메커니즘(120)과, 적어도 하나 이상의 배터리(131)를 구비한 전원공급모듈(140)을 갖는다.As shown in FIG. 3A, the driving unit 110 includes a driving mechanism 120 mounted inside the lower housing 161 and the upper housing 162, and a power supply module including at least one battery 131. 140).
구동 메커니즘(120)은 일반 가정의 문턱, 얕은 높이의 장애물 등을 넘어갈 수 있는 기계적 장치로서, 상대적으로 큰 직경을 갖는 한 쌍의 구동바퀴(121, 122)와, 이런 구동바퀴(121, 122)의 기어에 각각 결합되어 서로 다른 회전속도와 회전방향으로 회전시킬 수 있게 결합된 2개의 스텝핑모터(125, 126)와, 노면 상황에 따라 하중을 분배시키면서 충격을 감소시킬 수 있도록 링크절(127)과, 이런 링크절(127)에 회전 가능하게 결합된 2개의 균형바퀴(123, 124)로 이루어져 있다.The driving mechanism 120 is a mechanical device capable of crossing the threshold of a general home, an obstacle of a shallow height, and the like, and a pair of driving wheels 121 and 122 having a relatively large diameter, and the driving wheels 121 and 122. Two stepping motors 125 and 126 coupled to the respective gears to rotate in different rotational speeds and rotational directions, and the linkage 127 to reduce impact while distributing loads according to road conditions. And, it consists of two balance wheels (123, 124) rotatably coupled to this link section (127).
링크절(127)의 고정판(128)은 하부하우징(161)에 안착된 후 나사 등에 의해 고정되며, 양쪽 회전축(129)을 하부하우징(161)의 개구부(161a)를 통해 외부로 돌출되며, 돌출된 회전축(129)이 각각 구동바퀴(121, 122)에 결합된다. 이때, 스텝핑모터(125, 126)는 하부하우징(161)의 내표면에 형성된 모터 마운트(도시 안됨)에 고정된다. 스테핑모터(125, 126)에 공급되는 전류의 크기와 방향을 제어할 경우, 본 발명의 이동형 단말장치의 진행하는 방향과 속도 및 정지 등을 제어할 수 있다.The fixing plate 128 of the link section 127 is fixed to the lower housing 161 and then fixed by a screw or the like, and both rotating shafts 129 protrude to the outside through the opening 161a of the lower housing 161, and protrude. The rotating shaft 129 is coupled to the driving wheels 121 and 122, respectively. At this time, the stepping motors 125 and 126 are fixed to a motor mount (not shown) formed on the inner surface of the lower housing 161. When controlling the magnitude and direction of the current supplied to the stepping motors 125 and 126, it is possible to control the advancing direction, speed and stop of the mobile terminal device of the present invention.
특히, 도 3b에 도시된 바와 같이, 균형바퀴(123, 124)를 장착하고 있는 링크절(127)은 고정판(128)의 상면에 'U'자형 지지링크(127a)를 힌지작동시키도록 힌지부위(128a)를 결합시키고 있고, 'U'자형 지지링크(127a)의 상부 끝단에 충격완충겸용 스프링댐퍼(127b)를 장착하여, 'U'자형 지지링크(127a)에 힌지 결합된 연장링크(127c)를 지지한다. 연장링크(127c)의 끝단에는 일측면 방향으로 돌출된 회전축이 일체형으로 결합되어 있고, 이 회전축에 균형바퀴(123, 124)가 회전 가능하게 각각 결합된다.In particular, as shown in Figure 3b, the link section 127, which is equipped with the balance wheels (123, 124) is hinged to hinge the 'U' shaped support link (127a) on the upper surface of the fixing plate 128 And an extension link 127c hinged to the 'U' shaped support link 127a by attaching a shock absorbing and using a spring damper 127b to the upper end of the 'U' shaped support link 127a. ). Rotating shafts protruding in one side are integrally coupled to the ends of the extension links 127c, and the balance wheels 123 and 124 are rotatably coupled to the rotating shafts, respectively.
이런 링크절(127)은 평상시 균형바퀴(123, 124)를 통해 전달되는 하중을 균형있게 유지하다가, 노면 상황에 따라 하중을 분배시키면서 충격과 흔들림을 감소시킴으로 써, 구동부(110)의 안정성을 극대화시키는 역할을 담당한다The link section 127 keeps the load transmitted through the balance wheels 123 and 124 normally, and reduces the impact and the shaking while distributing the load according to the road condition, thereby maximizing the stability of the driving unit 110. We play a role to let
한편, 도 3a의 전원공급모듈(140)은 하부하우징(161)의 힌지부위(149)에 결합되어 상기 링크절(127)의 고장시 수리를 위해 용이하게 개폐될 수 있는 받침판(141)과, 이런 받침판(141)의 상면에 배열된 다수의 배터리(142, 143)들과, 이런 배터리(142, 143)에 전기적으로 접속된 충전회로(144)를 구비한다.On the other hand, the power supply module 140 of Figure 3a is coupled to the hinge portion 149 of the lower housing 161 and the support plate 141 that can be easily opened and closed for repair in case of failure of the link section 127, A plurality of batteries 142 and 143 arranged on the upper surface of the support plate 141 and a charging circuit 144 electrically connected to the batteries 142 and 143 are provided.
충전회로(144)는 전기적으로 접속된 케이블과 커넥터(145)를 구비하고 있다. 커넥터(145)는 상부하우징(162)의 인터페이스 슬롯(162b)을 이용하여 하기의 메인제어보드의 전원회로의 인터페이스 플러그에 전기적으로 접속되어 있다. 여기에서, 케이블은 충전회로(144)와 메인제어보드의 전원회로 사이를 연결하여, 전력과 제어신호를 상호 전달시키는 역할을 한다.The charging circuit 144 includes an electrically connected cable and a connector 145. The connector 145 is electrically connected to the interface plug of the power circuit of the main control board described below by using the interface slot 162b of the upper housing 162. Here, the cable connects between the charging circuit 144 and the power circuit of the main control board, and serves to transfer power and control signals to each other.
즉, 충전회로(144)는 메인제어보드의 전원회로를 통해 입력되는 전력을 배터리(142, 143)에 충전시키기 위한 통상의 회로 구성을 구비함과 함께, 배터리(142, 143)의 전력 잔여량을 측정하여 메인제어보드의 전원회로에 측정값을 전달하는 역할을 담당한다.That is, the charging circuit 144 has a conventional circuit configuration for charging the batteries 142 and 143 with the power input through the power supply circuit of the main control board, and the power remaining amount of the batteries 142 and 143 It measures and delivers the measured value to the power circuit of the main control board.
이런 구동부(110)는 구동 메커니즘(120)과 전원공급모듈(140)이 별개로 분리되어 있으므로 유지보수가 용이하며, 충전회로(144)의 역할에 의해 전원 잔여 상태를 파악할 수 있다.The driving unit 110 is easy to maintain because the driving mechanism 120 and the power supply module 140 are separately separated, it is possible to determine the remaining power state by the role of the charging circuit 144.
이하, 도 4a와 도 4b를 통해서 이동형 단말장치(100)에 장착된 주요 구성들의 배치관계에 대해서 설명하도록 하겠다.Hereinafter, the arrangement of the main components mounted in the mobile terminal device 100 will be described with reference to FIGS. 4A and 4B.
구동부(110)의 상부에는 몸체부(150)가 장착되며, 그의 상부에 키보드(155)와 디스플레이 패널(156)과 비디오 캡(157)이 배치된다.The body part 150 is mounted on an upper portion of the driving unit 110, and a keyboard 155, a display panel 156, and a video cap 157 are disposed on an upper portion thereof.
특히, 축심의 가상의 중심선(도시 안됨)은 링 지지프레임(163a, 163b)의 중심을 통과하며, 이 통과위치에 판 지지프레임(163c)이 고정되어 있다.In particular, an imaginary center line (not shown) of the axial center passes through the centers of the ring support frames 163a and 163b, and the plate support frame 163c is fixed at this passing position.
판 지지프레임(163c)의 좌측에는 메인제어보드(300)가 수직하게 장착된다. 이때, 메인제어보드(300)의 좌측면에는 PCI슬롯들이 배열되어 있으므로, 도터보드(301)인 TV 수신카드, 전화용 모뎀휴대카드, 무선 LAN카드 등이 장착되고, 별도의 외장형 비디오 카드를 위한 AGP슬롯이 배치되어 있으며, 기타 마이크 및 스피커와 음성 인식보드 등이 설치된다.On the left side of the plate support frame 163c, the main control board 300 is mounted vertically. At this time, since the PCI slots are arranged on the left side of the main control board 300, a daughter board 301, a TV reception card, a telephone modem portable card, a wireless LAN card, and the like, are mounted and used for a separate external video card. AGP slots are arranged, and other microphones, speakers, and voice recognition boards are installed.
판 지지프레임(163c)의 우측에는 보조 기억장치(302)가 설치되며, 냉각팬(303)을 비롯한 기본적인 컴퓨터 하드웨어에 사용되는 기타 장치들이 장착된다.On the right side of the plate support frame 163c, an auxiliary memory device 302 is installed, and cooling devices 303 and other devices used for basic computer hardware are mounted.
즉, 본 발명에서는 판 지지프레임(163c)을 기준으로 좌, 우측에 설치되는 구성들의 질량 균형이 맞도록 장착 내지 설치된다.That is, in the present invention, the mass support of the components installed on the left and right sides of the plate support frame 163c is installed or installed.
또한, 구동부(110)의 정면과 배면에는 각각 소정 높이 간격(예를 들면, 문턱 높이 정도의 간격)으로 배열된 적어도 2개 이상의 적외선 센서(139a, 139b, 139c, 139d)가 다단으로 설치되어 있다. 적외선 센서(139a, 139b, 139c, 139d)는 각각 하향 30°각도로 설치되어 있으며, 이동형 단말장치(100)의 전진 및 후진시에 만나게 되는 장애물(50a, 50b)에 대해서 미리 정한 감지 경계 범위(전후방 근접 거리, 높이별 측정 거리)내에서 그 장애물을 감지 할 수 있도록 되어 있다.In addition, at least two or more infrared sensors 139a, 139b, 139c, and 139d arranged at predetermined height intervals (for example, about a threshold height) are provided in the front and rear surfaces of the driving unit 110 in multiple stages. . The infrared sensors 139a, 139b, 139c, and 139d are respectively installed at a downward 30 ° angle, and have a predetermined sensing boundary range for the obstacles 50a and 50b which are encountered when the mobile terminal 100 moves forward and backward ( The obstacle can be detected within the front and rear proximity distance and the measurement distance for each height).
예컨대, 첫 번째 단의 전방 적외선 센서(139a)가 소정의 전방 근접 거리에서 제1장애물(50a)을 감지하고, 두 번째 단의 적외선 센서(139b)가 장애물(50a)을 감지 못한 경우에, 이동형 단말장치(100)는 문턱 정도의 높이를 갖는 장애물로 인식하여 그 장애물(50a)을 넘어가기 위해서 이동한다.For example, when the front infrared sensor 139a of the first stage detects the first obstacle 50a at a predetermined front proximity distance and the infrared sensor 139b of the second stage does not detect the obstacle 50a, the movable type is movable. The terminal device 100 recognizes it as an obstacle having a height of about a threshold and moves to cross the obstacle 50a.
이와 반면에, 첫 번째 단과 두 번째 단의 적외선 센서(139a, 139b) 모두가 제1장애물(50a)보다 상대적으로 높은 제2장애물(50b)을 감지한 경우, 문턱 정도의 높이보다 큰 높이를 갖는 물체로 파악하여 그 장애물(50b)을 비켜가기 위해서 소정방향으로 회전하며, 이후 미로상의 마우스 로봇이 미로를 빠져나가는 통상적인 방식에 의해 장애물을 회피하여 이동하게 된다.On the other hand, when both the first and second infrared sensors 139a and 139b detect the second obstacle 50b that is relatively higher than the first obstacle 50a, the first and second stage infrared sensors 139a and 139b have a height greater than the height of the threshold. The object is rotated in a predetermined direction to grasp the obstacle 50b, and then the mouse robot on the labyrinth moves to avoid the obstacle in a conventional manner of exiting the maze.
도 5a에 도시한 메인제어보드(300)는 기본적으로 2.4GHz 내지 3.0GHz의 중앙 처리 장치(310)와, 메모리 콘트롤러 허브(MCH)와, 입출력 콘트롤러 허브(ICH)와, Low-Pin Count 버스 콘트롤러(LPC)와 6채널(CH) 내장형 오디오 시스템(311)과 내장형 비디오 시스템(312)을 구비한다. 또한, 메인제어보드(300)는 마우스포트, 키보드포트, 직렬포트(S/P), 프린터포트 등과 같은 기본 입출력포트 및 유니버설 직렬 버스 포트 4개와, IEEE1395 모듈과, 메모리 스틱 모듈과, PCMCIA와, 디지털 TV 출력포트(DTV out)와, DVD 플레이어 장착을 위한 모듈을 구비하여 DVD플레이어, 디지털카메라, 디지털캠코더, 디지털 TV 등과 같은 다양한 정보가전기기들과 연결될 수 있고, 충전형 고정장치(200)의 무선랜 액세스포인트 보드(280)와 통신할 수 있는 무선모듈(340)을 구비하고 있다.The main control board 300 shown in FIG. 5A is basically a central processing unit 310 of 2.4 GHz to 3.0 GHz, a memory controller hub MCH, an input / output controller hub ICH, and a low-pin count bus controller. (LPC), 6-channel (CH) embedded audio system 311, and embedded video system 312. In addition, the main control board 300 includes four basic input / output ports such as a mouse port, a keyboard port, a serial port (S / P), a printer port, and four universal serial bus ports, an IEEE1395 module, a memory stick module, a PCMCIA, With a digital TV output port (DTV out) and a module for mounting a DVD player, various information such as a DVD player, a digital camera, a digital camcorder, a digital TV, and the like can be connected to the electrical devices, and the rechargeable fixed device 200 The wireless module 340 may communicate with the WLAN access point board 280.
특히, 메인제어보드(300)는 스텝핑모터(125)와 적외선 센서(139a)로부터 입력받거나 출력할 수 있도록 되어 있다. 이런 메인제어보드(300)는 앞서 언급한 본 발명의 이동형 단말장치의 기능 수행에 필요한 컴퓨터 OS 프로그램, 통상의 음성인식 및 명령 프로그램, 화상전화 솔루션, 홈 시큐어리티 솔루션, 비디오 캠 전송 솔루션, 구동제어 솔루션, 장애물 인식 및 극복 솔루션, 교육용 아동용 교육 교재 솔루션, 각종 응용 프로그램을 데이터 기록장치(320)에 기록 및 저장하고 있다.In particular, the main control board 300 is configured to receive or output from the stepping motor 125 and the infrared sensor 139a. The main control board 300 is a computer OS program, a conventional voice recognition and command program, a video telephony solution, a home security solution, a video cam transmission solution, a drive control necessary for performing the functions of the mobile terminal device of the present invention mentioned above. The solution, obstacle recognition and overcoming solution, educational children's educational textbook solution, and various applications are recorded and stored in the data recorder 320.
그리고, 메인제어보드(300)에는 충전단자(332)와 인터페이스 플러그(331)를 갖는 전원회로(330)가 장착되어 있다. 전원회로(330)의 충전단자(332)는 충전형 고정장치(200)의 전원 콘택트 소켓(206)에 접촉시, 전원충전부(290)로부터 전원을 입력받는다. 이때, 전원회로(330)에 입력된 전원은 인터페이스 플러그(331)를 통해서 구동부의 전원공급모듈에 장착된 충전회로의 커넥터와 연결되기 때문에, 전원공급모듈의 배터리에 충전된다.The main control board 300 is equipped with a power supply circuit 330 having a charging terminal 332 and an interface plug 331. The charging terminal 332 of the power circuit 330 receives power from the power charging unit 290 when contacting the power contact socket 206 of the charging type fixing device 200. At this time, since the power input to the power circuit 330 is connected to the connector of the charging circuit mounted on the power supply module of the driving unit through the interface plug 331, it is charged in the battery of the power supply module.
한편, 충전형 고정장치(200)는 외부 전원(AC 220V)에 연결된 전원충전부(290)와 통상의 무선랜 액세스포인트 보드(280)와 개인 무선 네트워크를 위한 네트워크 보드(270)를 구비한다.Meanwhile, the rechargeable fixing device 200 includes a power charging unit 290 connected to an external power source (AC 220V), a conventional WLAN access point board 280, and a network board 270 for a private wireless network.
네트워크 보드(270)는 앞서 언급한 바와 같이 인터넷 유선포트(201)와 전화 유선포트(202)에 각각 접속된 내장형 ADSL(케이블 모뎀)과 전화용 모뎀접속카드로 외부의 인터넷망과 전화 공중망에 연결된다.As mentioned above, the network board 270 is connected to an external Internet network and a telephone public network through a built-in ADSL (cable modem) and a telephone modem connection card connected to the Internet wired port 201 and the telephone wired port 202, respectively. do.
특히, 도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 전원충전부(290)는 상기 무선 근접 센서(207)와 접속되어 있으며, 상기 이동형 단말장치(100)를 상기 충전형 고정장치(200) 쪽으로 복귀시키고, 충전이 끝나면 사용자가 있던 작업 위치로 되돌아 갈 수 있게 제어하는 로봇 회귀 모듈(291)과, 상기 이동형 단말장치(100)의 위치를 파악하기 위한 좌표계산모듈(292)과, 상기 이동형 단말장치(100)로부터 배터리의 전력 잔여량 측정값을 전달받아 전원 충전 시점을 판단하여 상기 로봇 회귀 모듈(291)로 판단 결과를 전달하는 전원제어모듈(293)과, 상기 전원 콘택트 소켓(206)이 접속되며, 상기 전원코드(205)를 통해 전달되는 외부 전원을 상기 전원충전부(290)에 필요한 전원으로 변환시키는 AC/DC 컨버터(294)를 구비하고 있다.In particular, as shown in FIG. 5B, the power charging unit 290 is connected to the wireless proximity sensor 207, and returns the mobile terminal 100 to the rechargeable fixing device 200, and charges the charging terminal 200. After this, the robot regression module 291 controls to return to the working position where the user was, a coordinate calculation module 292 for grasping the position of the mobile terminal 100, and the mobile terminal 100. The power control module 293 and the power contact socket 206 are connected to the power control module 293, which receives the power remaining measurement value of the battery from the battery, determines the power charging time, and transmits the determination result to the robot regression module 291. An AC / DC converter 294 converts external power transmitted through the cord 205 into power required for the power charger 290.
특히, 좌표계산모듈(292)은 이동형 단말장치와 충전형 고정장치와의 무선 통신을 통해 알 수 있는 신호 거리와 방향을 기준으로 이동형 단말장치의 위치 좌표를 계산한다. 또한, 로봇 회귀 모듈(291)에 접속된 무선 근접 센서(207)는 이동형 단말장치가 충전형 고정장치에 근접할 때 이동형 단말장치를 감지하여서 얻은 이동형 단말장치 감지 정보를 로봇 회귀 모듈(291)에 전달한다. 로봇 회귀 모듈(291)은 무선랜 액세스포인트 보드(280)를 통해서 이동형 단말장치의 메인제어보드(300)의 무선모듈(340)에 상기 이동형 단말장치 감지 정보를 전달하고, 전달된 이동형 단말장치 감지 정보가 메모리(350)에 저장된다.In particular, the coordinate calculation module 292 calculates the position coordinates of the mobile terminal device based on a signal distance and a direction known through wireless communication between the mobile terminal device and the rechargeable fixed device. In addition, the wireless proximity sensor 207 connected to the robot regression module 291 may transmit the mobile terminal device detection information obtained by detecting the mobile terminal device to the robot regression module 291 when the mobile terminal device approaches the rechargeable fixed device. To pass. The robot regression module 291 transmits the mobile terminal device detection information to the wireless module 340 of the main control board 300 of the mobile terminal device through the WLAN access point board 280, and detects the transferred mobile terminal device. Information is stored in memory 350.
한편, 이동형 단말장치의 구동부 배면에 부착된 적외선 센서(139a)는 충전형 고정장치(200)를 장애물로 인식한 장애물 감지 정보를 메모리(350)에 전달한다.On the other hand, the infrared sensor 139a attached to the back of the driving unit of the mobile terminal device transmits the obstacle detection information that recognizes the rechargeable fixed device 200 as an obstacle to the memory 350.
이때, 중앙 처리 장치(310)는 장애물 인식 및 극복 솔루션의 알고리즘에 따라 메모리(350)에 이동형 단말장치 감지 정보가 있을 경우, 적외선 센서(139a)가 감지한 장애물 감지 정보를 삭제하여, 충전형 고정장치(200)가 장애물이 아님을 판단하고, 이후, 충전형 고정장치(200)의 무선 근접 센서(207)로부터 입력되는 감지정보로만 이동형 충전형 고정장치의 움직임을 감지함으로써, 결과적으로 이동형 단말장치의 충전단자(332)와 충전형 고정장치(200)의 전원 콘택트 소켓(206)이 상호 접촉하도록 스테핑모터(125)의 작동을 제어한다.At this time, the central processing unit 310 deletes the obstacle detection information detected by the infrared sensor 139a when the mobile terminal device detection information is present in the memory 350 according to the algorithm of the obstacle recognition and overcoming solution. It is determined that the device 200 is not an obstacle, and thereafter, by detecting the movement of the mobile rechargeable fixed device only with the sensing information input from the wireless proximity sensor 207 of the rechargeable fixed device 200, as a result, the mobile terminal device The charging terminal 332 and the power contact socket 206 of the charging fixed device 200 controls the operation of the stepping motor 125 to contact each other.
충전단자(332)와 전원 콘택트 소켓(206)이 상호 접촉하는 시점을 기준으로 충전 내지 재충전이 시작되며, 충전 완료 후 이동형 단말장치는 구동제어 솔루션에 설정된 옵션 사항에 따라 충전형 고정장치(200)에 머물러 있거나 또는 원래의 위치로 되돌아 가며, 기타 사용자의 명령에 따라 이동하게 된다.Charging or recharging is started based on the time point at which the charging terminal 332 and the power contact socket 206 are in contact with each other. After completion of the charging, the mobile terminal is charged according to the options set in the driving control solution. It will stay at or return to its original location, and move according to the command of other users.
도 6a와 도 6b, 그리고 도 7a와 도 7b에는 본 발명에서 제공되는 이동형 단말장치(100', 100")의 변형예가 도시되어 있다.6A and 6B, and FIGS. 7A and 7B illustrate modifications of the mobile terminal devices 100 ′ and 100 ″ provided in the present invention.
도 6a와 도 6b의 이동형 단말장치(100')는 외형적으로 인간 친화적 디자인을 갖되, 구동부(110)의 상부에 분해 조립가능한 바디부(101')와 헤드부(102')가 차례로 결합된 몸체하우징을 구비한다.The mobile terminal 100 ′ of FIGS. 6A and 6B has a human-friendly design in appearance, and the body portion 101 ′ and the head portion 102 ′ that can be disassembled and assembled on the upper portion of the driving unit 110 are sequentially coupled. It has a body housing.
한 쌍의 비디오 캠(157')은 헤드부(102')의 눈 위치에 배치되며, 디스플레이 패널(156')은 바디부(101')의 정면에 설치될 수 있다. 그리고, 키보드(155') 또는 마우스는 서랍식 결합 방식으로 바디부(101')의 정면으로 돌출되거나 안쪽으로 삽입될 수 있는 통상의 기계적 구성을 갖게 되며, 필요에 따라 디스플레이 패널(156')을 터치스크린 식으로 구성하여 전자적 키 입력이 가능함은 물론이다.The pair of video cams 157 'may be disposed at an eye position of the head portion 102', and the display panel 156 'may be installed in front of the body portion 101'. In addition, the keyboard 155 'or the mouse has a conventional mechanical configuration that can be protruded or inserted into the front of the body portion 101' in a drawer type coupling manner, and touches the display panel 156 'as necessary. Of course, it is possible to configure the screen type electronic key input.
도 7a와 도 7b의 이동형 단말장치(100")는 정면에서 볼 때 분해 조립가능한 바디부와 헤드부가 일체형의 레이아웃을 갖게 형성되어서 다양한 캐릭터 이미지의 몸체하우징을 제공한다. 측면에서 볼 때, 비디오 캠(157")과 디스플레이패널(156")이 위치된 정면 부위가 부드러운 곡선을 가지면서 안쪽으로 약간 파인 형상으로 형성되어 있다.The mobile terminal device 100 ″ of FIGS. 7A and 7B is formed to have an integral layout of the disassembleable body portion and the head portion when viewed from the front to provide body housings of various character images. When viewed from the side, the video cam The front portion where the 157 ″ and the display panel 156 ″ are positioned is formed to have a soft curve and slightly inward.
특히, 이동형 단말장치(100")는 앞서 설명한 구동부에서 구동바퀴와 균형바퀴를 이용한 구동 메커니즘과 달리, 무한궤도(110")를 이용한 탱크식 구동 메커니즘을 갖는 것이 다른 점이라 할 수 있다.In particular, unlike the driving mechanism using the driving wheel and the balance wheel, the mobile terminal device 100 ″ may have a tank type driving mechanism using the endless track 110 ″.
따라서, 본 발명의 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템은 통상의 음성인식 및 명령 프로그램에 의해서 사용자의 음성 명령에 따라 사용자(화자)가 있는 곳까지 이동한 후, 정지 명령에 따라 정지되며, 이후, 사용자는 앞서 설명한 컴퓨터단말기로서 구동부를 제어하여 움직이는 기능을 수행하게 된다.Therefore, the automatic charging robot-type computer terminal system of the present invention moves to a place where a user (speaker) is located according to a user's voice command by a general voice recognition and command program, and then stops according to a stop command. As the computer terminal described above is to control the drive to perform the function of moving.
앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템은 구동부를 제어하여 화자인 사용자가 있는 곳까지 이동하여, 사용자가 원하는 컴퓨터 작업을 수행하거나 각종 홈 오토메이션 기능을 수행할 수 있되, 사용도중 전력이 미리 정한 수치 이하로 떨어지기 전에 충전형 고정장치로 회귀하여 전원을 재충전 한 후, 사용자가 있던 작업 위치까지 되돌아 갈 수 있어서, 계속적 사용이 가능한 장점이 있다.As described in detail above, the automatic charging robot-type computer terminal system of the present invention controls the driving unit to move to the place where the user is the speaker, so that the user can perform the desired computer operation or perform various home automation functions. After recharging the power supply by returning to the rechargeable fastening device before the power falls below a predetermined value, the power can be returned to the working position where the user was, and thus it can be used continuously.
또한, 본 발명의 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템은 균형바퀴와 구동바퀴로 이루어진 구동 메커니즘을 갖는 구동부 내지 무한궤도 형식의 구동 메커니즘을 갖고 있기 때문에, 문턱과 같은 비교적 얕은 장애물은 넘어갈 수 있고, 각종 센서에 의해서 장애물을 피해서 사용자가 있는 곳까지 이동할 수 있으며, 비교적 경량의 지지프레임에 질량 균형을 맞추어 내부 구성 요소들을 장착하고 있기 때문에, 장애물 통과시 안정성이 확보되는 효과를 갖는다.In addition, since the automatic charging robot-type computer terminal system of the present invention includes a drive unit having a drive mechanism consisting of a balance wheel and a drive wheel, or a crawler type drive mechanism, a relatively shallow obstacle such as a threshold can be overcome, and various sensors By moving to avoid the obstacles to the user's place, because the mass balance on the relatively lightweight support frame is equipped with internal components, it has the effect of ensuring stability when passing the obstacle.
또한, 본 발명의 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템은 인간 친화적 디자인의 몸체하우징을 구비하되, 교육용 및 아동용 교재 솔루션을 탑재하고 있음으로, 교육 기자재로서 활용이 가능한 장점이 있다.In addition, the automatic charging robot-type computer terminal system of the present invention is provided with a body housing of a human-friendly design, it is equipped with educational and children's textbook solution, there is an advantage that can be utilized as educational equipment.
또한, 본 발명의 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템에서는 이동형 단말장치가 홈서버로서의 역할을 수행하여 실내 내부의 정보가전기기들을 제어하고 상호정보교환을 보장하며, 더욱더 원활한 통신 환경을 제공하는 효과가 있다.In addition, in the automatic charging robot-type computer terminal system of the present invention, the mobile terminal device plays a role as a home server, thereby controlling the information and the mutual exchange of information in the interior, and providing a more smooth communication environment. .
이상에서 본 발명의 자동충전 로봇형 컴퓨터단말기 시스템에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.Although the technical idea of the automatic charging robot-type computer terminal system of the present invention has been described with the accompanying drawings, this is for illustrative purposes only and is not intended to limit the present invention.
또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030003382A KR20040066348A (en) | 2003-01-17 | 2003-01-17 | Computer terminal system with automatic recharging type robot |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=37356186
Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20040066348A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100757062B1 (en) * | 2005-10-27 | 2007-09-10 | 엘지전자 주식회사 | The fencing sense apparatus for moving robot |
| KR101102994B1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-01-05 | 주식회사 엔티리서치 | Transport robot for medical samples |
| KR101113273B1 (en) * | 2009-06-12 | 2012-03-14 | 부산대학교 산학협력단 | The educational mobile robot with multi-sensors |
-
2003
- 2003-01-17 KR KR1020030003382A patent/KR20040066348A/en active IP Right Grant
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100757062B1 (en) * | 2005-10-27 | 2007-09-10 | 엘지전자 주식회사 | The fencing sense apparatus for moving robot |
| KR101113273B1 (en) * | 2009-06-12 | 2012-03-14 | 부산대학교 산학협력단 | The educational mobile robot with multi-sensors |
| KR101102994B1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-01-05 | 주식회사 엔티리서치 | Transport robot for medical samples |
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