KR20170100205A

KR20170100205A - 반려동물을 위한 놀이 로봇

Info

Publication number: KR20170100205A
Application number: KR1020160022466A
Authority: KR
Inventors: 이강희; 이종섭; 공진성; 김주현; 김동완; 이소연
Original assignee: 동양미래대학교 산학협력단
Priority date: 2016-02-25
Filing date: 2016-02-25
Publication date: 2017-09-04
Also published as: KR101817736B1

Abstract

본 발명은 반려동물을 위한 놀이 로봇에 관한 것으로서, 원격으로 조종되는 로봇; 및 상기 로봇을 원격으로 조정하는 장갑 형태의 리모콘;을 포함하여 구성하고, 상기 로봇은, 상기 리모콘으로부터의 제어신호를 받아 동작하는 신호 수신부; 전방의 장애물을 감지하는 제1 센서; 움직이는 물체를 감지하는 제2 센서; 상기 로봇의 양 측면에 회전 가능하도록 연결된 2개의 휠; 및 상기 각각의 휠을 구동하는 모터부;를 포함하고, 상기 리모콘은, 상기 장갑 손가락의 휨 정도를 감지하여 휨의 정도에 따라 속도를 제어하는 속도 제어부; 상기 장갑 형태의 리모콘의 회전 각도를 감지하여 방향을 조정하는 방향 제어부;를 포함하여 구성되어, 반려동물을 위하여 재밌는 오락을 제공할 뿐만 아니라 반려동물의 주인에게도 재미를 제공하여 반려동물과 쉽게 친해질 수 있는 효과가 있다.

Description

반려동물을 위한 놀이 로봇{ROBOT FOR PLAYING WITH PETS}

본 발명은 반려동물을 위한 놀이 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 장애물과 반려동물을 인지하여 장애물을 피하면서 반려동물과 이동하면서 놀아 줄 수 있는 반려동물을 위한 놀이 로봇에 관한 것이다.

최근 들어 1인 가구 체계의 급증과 반려동물의 키우는 세대 또한 급증하고 있다. 또한, 맞벌이 부부가 반려동물을 키우는 경우도 증가하고 있다. 1인 가구 체계의 급증과 더불어 반려동물을 키우는 1인 가구 및 맞벌이 부부의 가구가 증가하고 있지만, 반려동물의 주인이 일을 하러 간 사이에 애완동물과 놀아주거나, 훈련시킬 수 없는 문제점이 있다.

이와 같이 1인 가구나 맞벌이 가구에서 반려동물을 키우는 경우 반려동물은 많은 시간을 혼자 보내게 되면서 반려동물은 갇혀있는 상태로 오랜 시간을 보내게 되어 우울증 등의 질환을 앓게 되는 경우가 발생할 수 있다.

반려동물이 우울증에 걸리게 되면 밥을 제대로 먹지 않으며, 무기력한 모습을 보이게 된다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 반려동물의 주인 또는 주인들은 2마리 이상의 반려동물을 키워 이와 같은 문제를 해결하는 경우가 많다. 이 경우, 반려동물 간의 갈등, 반려동물 유지 비용의 증가, 반려동물 간의 서열 다툼 등으로 인한 문제점이 발생할 수 있으며, 이와 더불어 반려동물을 유지하는 비용도 급격하게 증가하게 되는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 공개특허 제10-2015-0070624호(발명의 명칭 : 애완동물용 놀이로봇)의 발명이 제안되었다.

전술한 인용발명은 실내에서 청소로봇을 겸한 로봇에 관한 것이다. 그러나, 인용발명은 감지센서가 애완동물을 따라다니도록 제어되어 있지만, 일반적으로 애완동물을 호기심으로 인하여 움직이는 물체를 ??게 되어있다. 따라서, 인용발명은 애완동물과 충돌할 가능성이 높은 문제점이 있다. 또한, 애완동물을 전용 목적이 아닌 청소 겸용으로 나온 것으로 실제적으로 애완동물과 교감하는 능력이 떨어져 실질적인 효과를 기대할 수 없는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2015-0070624호(발명의 명칭 : 애완동물용 놀이로봇)

따라서 본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 장애물과 반려동물을 인지하여 장애물을 피하고 반려동물을 인지하여 반려동물의 진행방향과 반대방향으로 이동하면서 놀아 줄 수 있는 반려동물을 위한 놀이 로봇을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 놀이 로봇을 제어할 수 있는 장갑형 리모콘을 구성하고 상기 리모콘을 이용하여 로봇을 제어하여 반려동물과 효과적으로 놀아 줄 수 있도록 한 반려동물을 위한 놀이 로봇을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 사용자가 놀이로봇을 실내 또는 실외에서 무선조정되는 로봇으로 사용할 수 있으므로 다목적으로 사용할 수 있는 반려동물을 위한 놀이 로봇을 제공하기 위한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 반려동물을 위한 놀이 로봇은 자율적으로 동작하거나 원격으로 조종되는 로봇; 및 상기 로봇을 원격으로 조정하는 장갑 형태로 손에 장착하는리모콘;을 포함하여 구성하고, 상기 로봇은, 상기 리모콘으로부터의 제어신호를 받아 동작하는 신호 수신부; 전방의 장애물을 감지하는 제1 센서; 움직이는 물체를 감지하는 제2 센서; 상기 로봇의 양 측면에 회전 가능하도록 연결된 2개의 휠; 상기 각각의 휠을 구동하는 모터부; 반려동물을 위한 간식 또는 먹이를 토출시키는 토출부; 및 상기 로봇의 상부에 구성되어 터치에 의해 상기 토출부를 상기 간식 또는 먹이가 토출되도록 하는 본체스위치;를 포함하고, 상기 리모콘은, 상기 장갑 검지 손가락의 휨 정도를 감지하여 휨의 정도에 따라 속도를 제어하는 속도 제어부; 상기 약지 손가락의 휨 정도를 감지하여 전진 또는 후진을 결정하는 진진후진 제어부; 상기 리모콘의 회전 각도를 감지하여 방향을 조정하는 방향 제어부; 및 상기 토출부를 통해 간식 또는 먹이가 토출되도록 제어하는 토출스위치를 포함하여 구성된다.

상기 제1 센서는 1개의 초음파센서로 구성되고 상기 1개의 초음파센서는 장파를 사용하여 멀리 있는 장애물을 감지하며, 상기 제2 센서는 일정 간격으로 배치된 3개의 초음파센서로 구성하고 상기 3개의 초음파 센서는 단파를 사용하여 근방에서 이동하는 물체를 감지하도록 구성할 수 있다.

상기 2개의 휠은 관성에 의해 움직이는 것을 방지하기 위하여 상기 몸체 방향으로 각각 기울어지도록 구성할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 제1 센서 및 제2 센서가 동작하고 상기 센서에 의해 동작하는 자율모드로 동작하도록 제어하고, 상기 제어부는 상기 리모콘에 의해 조종되는 조종모드로 동작하도록 제어하며, 상기 로봇이 다수 있는 경우에는 상호 인지하여 나란히 움직이는 편대모드로 움직이도록 제어할 수 있다.

따라서 본 발명의 반려동물을 위한 놀이 로봇은, 장애물과 반려동물을 인지하여 장애물을 피하고 반려동물을 인지하여 반려동물의 진행방향과 반대방향으로 이동하면서 놀아 줄 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 반려동물을 위한 놀이 로봇은 놀이 로봇을 제어할 수 있는 장갑형태로 손에 장착하는 형태의 리모콘을 구성하고 상기 리모콘을 이용하여 로봇을 제어하여 반려동물과 효과적으로 놀아 줄 수 있도록 한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 반려동물을 위한 놀이 로봇은 사용자가 놀이로봇을 실내 또는 실외에서 무선조정되는 로봇으로 사용할 수 있으므로 다목적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려동물을 위한 놀이 로봇의 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 구성을 개략적으로 나타낸 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇을 원격으로 구동시키는 리모콘을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇을 원격으로 구동시키는 리모콘을 나타낸 블록 구성도.

이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려동물을 위한 놀이 로봇의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 구성을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇을 원격으로 구동시키는 리모콘을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇을 원격으로 구동시키는 리모콘을 나타낸 블록 구성도이다.

본 발명은 크게 로봇(100)과 로봇을 조종할 수 있는 손에 장착 가능한 리모콘(200)으로 구성된다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 로봇(100)은 자율적으로 동작하거나 리모콘(200)에 의해 원격으로 조종된다.

리모콘(200)은 로봇(100)이 원격으로 조정되는 모드인 경우에 로봇(100)의 동작을 사용자가 제어할 수 있도록 웨어러블(wearable) 형태로 구성된다.

로봇(100)은 신호수신부(110), 제1 센서(120), 제2 센서(130), 2개의 휠(150), 모터부(140), 토출부(160), 본체스위치(170) 및 제어부(180)를 포함하여 구성된다.

먼저, 신호수신부(110)는 리모콘(200)으로부터 발생한 제어신호를 받는다. 제어신호는 로봇(100)을 동작시키는 신호로 로봇(100)의 속도를 조절하고, 전진 후진 및 좌우 회전을 제어한다. 또한, 토출부(160)를 통해 먹이를 토출시키라는 신호를 포함한다.

제1 센서(120)는 전방의 장애물을 감지한다. 제1 센서(120)는 1개의 초음파센서로 구성되고 상기 1개의 초음파센서는 장파를 사용하여 멀리 있는 장애물을 감지한다. 즉, 제1 센서(120)는 정지 상태의 장애물을 인지하도록 하여 제어부(180)로 하여금 로봇(100)을 구동시키도록 하여 로봇(100)이 장애물을 피하여 구동시키도록 하는 정보를 제공한다.

제2 센서(130)는 움직이는 물체를 감지한다. 예컨대 움직이는 물체는 반려동물, 사람 등이 될 수 있다. 제2 센서(130)는 일정 간격으로 배치된 3개의 초음파센서로 구성하고 상기 3개의 초음파 센서는 단파를 사용하여 근방에서 이동하는 물체를 감지한다. 또한, 제2 센서(130)가 감지한 정보는 제어부(180)로 제공되어 감지된 움직이는 물체로부터 반대방향으로 이동하도록 제어한다. 이는 반려동물이 움직이는 물체를 ??는 습성을 이용하여 반려동물의 호기심을 유발하여 반려동물의 활동성을 높이고 건강하게 유지시킬 수 있도록 하기 위함니다.

한편 전술한 제1 센서(120) 및 제2 센서(130)는 자율모드로 동작하는 경우에 동작하며, 손에 장착 가능한 웨어러블 형태의 리모콘(200)을 이용해 가동시키는 경우에는 동작하지 않도록 구성될 수 있다.

2개의 휠(150)은 로봇(100)의 양 측면에 회동가능하도록 연결되어 로봇(100)을 이동시키는 물리적인 구성이다. 휠(150)은 후술하는 모터부(140)의 동력을 받아 구동된다. 또한, 2개의 횔(150)은 관성에 의해 움직이는 것을 방지하기 위하여 로봇(100)의 몸체 방향으로 각각 기울어지도록 구성할 수 있다. 즉, 이와 같이 휠(150)이 로봇(100)의 몸체 방향으로 기울어지면, 모터부(140)로부터 제공된 동력을 100% 전달하지 못하게 된다. 하지만, 이와 같이 구성되면, 관성이 줄어들고 급회전 및 방향전환이 가능하다. 즉, 휠(150)을 로봇(100)의 몸체 방향으로 기울어지도록 구성하여 로봇(100)의 순발력이 증가하게 되고 이를 ??는 반려동물의 순발력을 증강시킬 수 있다.

모터부(140)는 로봇(100)의 몸체 내부에 구성되며 로봇(100)을 구동시키는 동력을 받아 이를 2개의 휠(150)에 각각 전달한다. 즉, 모터부(140)는 2개의 각각의 모터로 구성되며, 2개의 휠(150) 중 각각의 휠에 그 동력을 전달하도록 구성된다. 따라서, 전술한 바와 2개의 휠(150) 각각의 모터에 의해 개별적으로 동작하므로 급회전 및 급제동이 가능하다.

토출부(160)는 반려동물의 신체의 일부로 본체스위치(170)를 터치하는 경우 또는 반려동물의 주인의 손에 장갑형태로 장착되어 제어되는 리모콘(200)으로부터 수신된 제어신호 중 간식 또는 먹이를 토출시라는 신호가 입력된 경우면, 간식 또는 먹이를 토출시킨다. 예컨대, 토출부(160)는 자율모드로 동작하는 경우면, 로봇(100)은 반려동물 이동방향의 반대방향으로 움직인다. 이때, 반려동물이 로봇을 ??아 로봇(100)의 상부에 구성된 본체스위치(170)를 터치하면 토출부(160)를 통해 간식 또는 먹이가 토출되도록 구성된다. 이는 로봇(100)에 흥미를 느끼지 못하는 반려동물이 로봇(100)을 따라 잡은 경우에 간식 또는 먹이 등을 제공하는 성과 시스템을 이용하여 보다 흥미를 유발시킬 수 있도록 구성한 것이다.

본체스위치(170)는 로봇(100)의 상부에 구성되며, 본체스위치(170)가 반려동물에 의해 터치되는 경우에는 토출부(160)를 통해 간식 또는 먹이가 토출되도록 한다.

한편, 로봇(100)은 3개의 모드로 동작할 수 있으며, 각 모드에서 제어부(180)의 제어에 따라 동작한다. 3개의 모드는 각각 자율모드, 조종모드 및 편대모드로 구성된다.

먼저, 제어부(180)는 제1 센서(120) 및 제2 센서(130)가 동작하고 상기 센서들(120, 130)에 의해 동작하는 자율모드로 동작시키도록 제어할 수 있다. 자율모드는 제1 센서(120) 및 제2 센서(130)에 의해 감지된 신호에 따라 동작하는 모드이다. 자율모드에서 제어부(180)는 제1 센서(120)에서 감지된 신호에 따라 장애물을 피하도록 제어되며 제2 센서(130)에 의해 감지된 이동물체의 반대방향으로 이동하도록 제어된다.

또한, 제어부(180)는 리모콘(200)에 의해 구동되는 모드인 조종모드로 동작할 수 있다. 조종모드인 경우에는 제1 센서(120) 및 제2 센서(130)는 작동하지 않게 되며, 로봇(100)은 리모콘(200)의 작동에 따라 생성된 제어신호를 수신하여 제어신호에 따라 움직인다.

마지막으로 제어부(180)는 상기 로봇(100)이 다수 있는 경우에는 상호 인지하여 나란히 일렬로 움직이도록 편대모드로 움직이도록 제어할 수 있다. 편대모드로 동작하는 경우에 로봇(100)중 하나는 작동모드에 의해 구동되고 나머지는 자율모드로 구동될 수 있다. 또는 편대모드로 동작하는 모든 로봇이 자율모드로 움직일 수도 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 리모콘(200)은 장갑 형태로 구성된다. 장갑 형태의 리모콘(200)은 속도제어부(210), 전진후진 제어부(220), 방향제어부(230), 토출스위치(240) 및 신호전송부(250)를 포함하여 구성된다.

속도제어부(210)는 인장감지센서로 구성되어 휨 정도를 감지하여 휨의 정도에 따라 로봇(100)의 이동속도를 제어한다. 전술한 바와 같이 리모콘(200)은 장갑 형태로 손에 장착 가능하도록 구성되며, 속도제어부(210)는 검지 손가락의 관절에 의해 인장되도록 구성되어 인장되는 정도에 따라 속도를 조절할 수 있다. 예컨대, 리모콘(200)을 오른손에 착용한 채로 검지 손가락을 구부리면 속도가 증가하며 다시 검지 손가락을 펴면 속도가 감소되도록 구성할 수 있다.

전진후진 제어부(220)도 인장감지센서로 구성된다. 리모콘(200)을 오른손에 착용한 경우 전진후진 제어부(220)는 상기 약지 손가락의 휨 정도를 감지하여 전진 또는 후진을 결정한다. 전진후진 제어부(220)는 약지 속가락의 관절의 인장에 따라 전진 또는 후진하도록 구성된다. 예켠대, 약지를 펴면, 전진, 약지를 구부리면 전진하도록 구성된다.

한편, 전술한 실시예에서는 속도제어부(210) 및 전진후진 제어부(220)가 오른손에 의해 제어되는 실시예로 설명하였지만, 왼손으로 제어되는 경우에는 속도제어부(210)가 왼손의 약지의 구부림 및 폄 동작에 의해 제어될 수 있다. 또한, 전진후진 제어부(220)가 왼손의 검지의 구부림 및 폄 동작에 의해 의해 제어될 수도 있다. 이때 오른손에서 왼손으로 바꿔 착용한 경우에 동작은 전술한 동작과 유사하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

방향제어부(230)는 리모콘(200)의 몸체에 구성된 자이로센서 또는 틸트센서로 구성되어 리모콘(200)의 중력방향 감지에 따라 리모콘의 요잉(yoing) 틸트(tilt)를 감지하여 리모콘(200)의 요잉 또는 틸트에 따라 좌우로 회전동작한다. 예컨대, 방향제어부(230)는 리모콘(200)이 좌측으로 요잉 또는 틸팅되는 것으로 판단되면, 휠(150)을 구동시키는 모터부(140) 중 우측 모터를 좌측 모터보다 더 빠르게 가동시켜 로봇(100)를 좌측으로 회전시킨다. 반대로 방향제어부(230)는 리모콘(200)이 우측으로 요잉 또는 틸팅되는 것으로 판단되면, 휠(150)을 구동시키는 모터부(140) 중 좌측 모터를 우측 모터보다 더 빠르게 가동시켜 로봇(100)를 좌측으로 회전시킨다. 극단적으로는 한쪽 모터를 정지시키고 반대편 모터를 최대로 가동시켜 급회전시킬 수도 있다.

토출스위치(140)는 로봇(100)의 토출구를 통해 로봇(100)에 저장된 간식 또는 먹이가 반려동물에게 토출될 수 있도록 하는 스위치이다. 예컨대, 자율모드로 동작하는 경우에는 전술한 바와 같이 반려동물이 본체스위치(170)를 터치하는 경우에 토출부(160)를 통해 간식이나 먹이를 토출시켜 반려동물에게 제공한다. 그러나, 리모콘(200)에 의해 동작하는 경우에는 본체스위치(170)에 의해서도 간식이나 먹이가 토출부(160)를 통해 토출될 수 있지만, 사용자가 리모콘(200)에 구비된 토출스위치(240)를 눌러 간식이나 먹이가 토출부(170)를 통해 토출되도록 할 수 있다.

신호전송부(250)는 전술한 바와 같이 속도제어부(210), 전진후진 제어부(220), 방향제어부(230) 및 토출스위치(240)의 작동에 의해 생성된 제어신호를 로봇(100)의 신호수신부(110)로 전송하여 로봇(100)을 구동시킬 수 있다. 신호전송부(250)와 신호수신부(110)는 무선으로 통신하며 제어 신호는 블루투스를 이용하여 로봇(100)과 패어링을 형성하여 통신할 수 있으며, 적외선 신호를 사용할 수도 있다.

상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100 : 로봇 110 : 신호수신부
120 : 제1 센서 130 : 제2 센서
140 : 모터부 150 : 휠
160 : 토출부 170 : 상부스위치
180 : 제어부 200 : 리모콘
210 : 속도제어부 220 : 전진후진 제어부
230 : 방향제어부 240 : 토출스위치
250 : 신호전송부

Claims

자율적으로 동작하거나 원격으로 조종되는 로봇; 및
상기 로봇을 원격으로 조정하는 장갑 형태의 리모콘;을 포함하여 구성하고,
상기 로봇은,
상기 리모콘으로부터의 제어신호를 받아 동작하는 신호 수신부;
전방의 장애물을 감지하는 제1 센서;
움직이는 물체를 감지하는 제2 센서;
상기 로봇의 양 측면에 회전 가능하도록 연결된 2개의 휠;
상기 각각의 휠을 구동하는 모터부;
반려동물을 위한 간식 또는 먹이를 토출시키는 토출부; 및
상기 로봇의 상부에 구성되어 터치에 의해 상기 토출부를 상기 간식 또는 먹이가 토출되도록 하는 본체스위치;를 포함하고,
상기 리모콘은,
상기 장갑 검지 손가락의 휨 정도를 감지하여 휨의 정도에 따라 속도를 제어하는 속도제어부;
상기 약지 손가락의 휨 정도를 감지하여 전진 또는 후진을 결정하는 진진후진 제어부;
상기 리모콘의 회전 각도를 감지하여 방향을 조정하는 방향제어부; 및
상기 토출부를 통해 간식 또는 먹이가 토출되도록 제어하는 토출스위치를 포함는 것인 반려동무을 위한 놀이 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제1 센서는, 1개의 초음파센서로 구성되고 상기 1개의 초음파센서는 장파를 사용하여 멀리 있는 장애물을 감지하며,
상기 제2 센서는, 일정 간격으로 배치된 3개의 초음파센서로 구성하고 상기 3개의 초음파 센서는 단파를 사용하여 근방에서 이동하는 물체 감지하도록 구성하는 것인 반려동물을 위한 놀이 로봇.
제1항에 있어서, 상기 2개의 휠은,
관성에 의해 움직이는 것을 방지하기 위하여 상기 몸체 방향으로 각각 기울어지도록 구성하는 것인 반려동물을 위한 놀이 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1 센서 및 제2 센서가 동작하고 상기 센서에 의해 동작하는 자율모드로 동작하도록 제어하고,
상기 제어부는, 상기 리모콘에 의해 조종되는 조종모드로 동작하도록 제어하며, 상기 로봇이 다수 있는 경우에는 상호 인지하여 나란히 움직이는 편대모드로 움직이도록 제어하는 것인 반려동물을 위한 놀이 로봇.