본 발명은 차륜형 도립로봇 제어회로와 이를 이용한 차륜형 도립 및 이동 겸용 로봇에 관한 것이다.

 

H-브릿지회로로 구동모터를 제어하고 앤드게이트와 낫게이트만을 사용하여 H-브릿지회로의 출력을 제어하되, 정회전신호, 역회전신호 및 PWM신호입력으로 정회전, 역회전, 제동 및 정지동작이 이루어지도록 한다.

구동모터의 출력전류가 제어신호로 사용되도록 하여 간단한 구조와 저렴한 비용으로 구동모터의 전류제어가 가능하도록 한다.

 

그리고 몸체에 아이들 바퀴를 부착하고 단륜 구동과 이륜구동 기어박스가 교체 가능하도록 설치하여, 도립과 자유이동 및 라인 트레이싱이 가능하도록 하는 차륜형 도립로봇 제어회로와 이를 이용한 차륜형 도립 및 이동 겸용 로봇을 제공하는 것이다.

 

*등록번호 : 10-0860706
*등록일자 : 2008년 9월 22일
*출원번호 : 10-2008-0032823
*출원일자 : 2008년 4월 8일
*심사청구일자 : 2008년 4월 8일
*특허권자 : 이소영
*발명자 : 배준영
*대리인 ： 안경주
*전체 청구항 수 : 총 4항

본 발명에 따른 차륜형 도립로봇 제어회로를 나타내는 블록도

 

 

기술분야

본 발명은 도립 로봇의 구동모터의 구동동작을 제어하기 위한 제어회로와 몸체가 세워지는 도립기능과 몸체를 도립한 상태 혹은 눕혀서 자유이동 및 라인 트레이싱이 가능하도록 하는 차륜형 도립 및 이동 겸용 로봇에 관한 것이다.
배경기술

최근 제어기술의 발달로 인하여, 산업 전반에 걸쳐서 로봇이 사용되고 있으며, 이러한 로봇에 대한 흥미를 진작시키고 로봇의 원리를 이해시키기 위한 학습용 로봇들이 다수 사용되고 있다.

이러한 학습용 로봇의 대부분은 관절을 사용한 보행로봇과 도립(倒立)로봇으로서, 로봇의 기본구조와 제어원리 등의 학습을 위하여 사용되고 있다.

 

그리고 학습용 혹은 실제 사용용 로봇의 선행기술로 보행로봇의 선행기술로는 일본특개 2005-219206호 등이 있고, 도립 로봇의 선행기술로는 일본특개 2007-223399, 일본특개 2007-280408, 일본특개 2006-136962호 등이 있다.

상기한 로봇 중에서 도립 로봇은 통상 몸체 하부에 기어에 의하여 구동되는 바퀴를 부착하고, 자이로센서 및 각 속도센서를 사용하여 몸체가 도립한 상태로 전/후진이 가능하다.

 

기어를 구동시키기 위한 구동모터의 출력전류를 전류센서를 통하여 측정하여 아날로그-디지털 컨버터로 변환하여 마이컴으로 입력하고, 사용자가 선택한 구동 제어 신호값이 마이컴으로 입력되어, 상기한 전류센서 출력값과 구동제어 신호값 및 각 센서들의 측정값을 마이컴에서 연산하여 구동모터가 정/역회전 및 정지하도록 제어하여 도립이 가능하도록 하였다.

그러나 이러한 도립형 로봇은 몸체가 도립한 상태로 전/후진만 가능하도록 구성되어 있어서 다양한 구동 학습은 불가능한 문제점이 있었다.

또한 상기한 전류센서는 통상 상용화되고 있는 고가의 전류센서를 사용함으로써 학습효율이 저하될 뿐 아니라 높은 가격으로 학습용으로 사용하는데 경제적 부담이 되었다.

 

 

 

본 발명에 따른 로봇의 정면도

 

 

 

해결 하고자하는 과제

본 발명은 종래의 도립형 로봇의 도립동작 한계에서 벗어나서 자유이동 및 라인 트레이싱이 가능하도록 하면서, 간단한 구조와 저렴한 비용으로 구동모터의 전류제어가 가능하도록 하는 차륜형 도립로봇 제어회로와 이를 이용한 차륜형 도립 및 이동 겸용 로봇을 제공하는 데 목적이 있다.

 

 

효과

상기한 바와 같은 구성에 의하여 본 발명은 저렴한 비용과 간단한 구성으로 구동 바퀴 구동용 제어회로를 구성할 수 있게 되어 학습용 로봇에서 가장 크게 요구되는 조건인 저렴한 비용조건을 만족하여 학습용으로 보편사용이 가능하게 되는 효과가 있다.

그리고 도립과 자유이동 및 라인트레이싱이 가능하므로 로봇에 대한 흥미를 증진시키고, 다양한 동작제어가 가능하여 학습효과가 개선되는 효과가 있다.

더욱이 LED를 사용한 표시부와 음악출력부 등을 더 구비하여 흥미를 유발함으로써 학습효과를 고취시킬 수 있게 된다.