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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-04-04
(45)【発行日】2022-04-12
(54)【発明の名称】モジュラリゼーションロボットの制御方法およびそのシステム
(51)【国際特許分類】
B25J 9/08 20060101AFI20220405BHJP
B25J 13/00 20060101ALI20220405BHJP
B25J 9/10 20060101ALI20220405BHJP
【ＦＩ】
B25J9/08
B25J13/00 Z
B25J9/10 A
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2020533658
(86)(22)【出願日】2018-12-17
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-02-22
(86)【国際出願番号】 CN2018121436
(87)【国際公開番号】W WO2019120150
(87)【国際公開日】2019-06-27
【審査請求日】2020-08-18
(31)【優先権主張番号】201711377451.7
(32)【優先日】2017-12-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】520176681
【氏名又は名称】北京可以科技有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＢＥＩＪＩＮＧ ＫＥＹＩ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．，ＬＴＤ
【住所又は居所原語表記】Ｒｏｏｍ ８０１，Ｆｌｏｏｒ ８，Ｎｏ．Ｂ３，Ｈｕａｙｕａｎ Ｒｏａｄ，Ｈａｉｄｉａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】110002262
【氏名又は名称】ＴＲＹ国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】楊 健勃
【審査官】篠原 将之
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－２０７３３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１７０５８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１４８４３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１０３０６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】欧州特許出願公開第０３２１６５６９（ＥＰ，Ａ１）
【文献】中国特許出願公開第１０８３５６８０６（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０８３２６８４１（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０８３２６８４６（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０６９４５０３６（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２５Ｊ １／００ － ２１／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数個のモジュールユニットを提供するステップＴ１と、複数個のモジュールユニットを組み立てることにより初期実体構造を形成するステップＴ２と、
モジュラリゼーションロボットの初期バーチャルコンフィギュレーション情報を獲得するステップＴ３と、
初期バーチャルコンフィギュレーション情報により初期バーチャルコンフィギュレーションを生成するステップＴ４と、
動作フレームを設定することにより事前設定動作制御情報を生成するステップＴ５と、
事前設定動作制御情報をモジュラリゼーションロボットに送信してモジュラリゼーションロボットが事前設定動作制御情報に従って作動するようにするステップＴ６と、を含み、
前記モジュールユニットは相対的回転可能な２個のサブモジュールを含み、前記ステップＴ５は具体的に、
１個または複数個のモジュールユニットの２個のサブモジュール同士の相対的回転を制御することにより１個または複数個の移動フレームを生成するステップＴ５１と、
前記１個または複数個の移動フレームを記憶するステップＴ５２と、
前記１個または複数個の移動フレームにより事前設定動作制御情報を生成するステップＴ５３と、を含むことを特徴とするモジュラリゼーションロボットの制御方法。
【請求項2】
ステップＴ５１において、初期実体構造中の１個または複数個のモジュールユニットの２個のサブモジュール同士の相対的回転を制御するか、或いは初期バーチャルコンフィギュレーション中の１個または複数個のモジュールユニットの２個のサブモジュール同士の相対的回転を制御することを特徴とする請求項１に記載のモジュラリゼーションロボットの制御方法。
【請求項3】
前記ステップＴ５３は具体的に、１個または複数個の移動フレームに対して増加、削除または編集することにより事前設定動作制御情報を生成することであることを特徴とする請求項１に記載のモジュラリゼーションロボットの制御方法。
【請求項4】
動作フレームの編集は、回転時間、回転速度、回転角度および回転方向のうち一種または多種を編集することを含むことを特徴とする請求項３に記載のモジュラリゼーションロボットの制御方法。
【請求項5】
前記初期バーチャルコンフィギュレーション情報は、複数個のモジュールユニットのモジュールタイプ情報、モジュール数量情報、位置情報、２個のサブモジュール同士の初期角度情報のうち一種または多種を含むことを特徴とする請求項１に記載のモジュラリゼーションロボットの制御方法。
【請求項6】
複数個のモジュールユニットは複数個の同一または異なるモジュールユニットを含み、前記モジュールユニットは相対的移動可能な２個のサブモジュールを含み、各サブモジュールは少なくとも１個の当接部を含み、各当接部は唯一のインターフェース識別情報を具備し、前記初期実体構造の複数個のモジュールユニットの位置情報を獲得することは具体的に、モジュールユニットはその自身（当該モジュールユニット）に連結されている隣接モジュールユニットの当接部のインターフェース識別情報を認識し、かつ隣接モジュールユニットの当接部のインターフェース識別情報と隣接モジュールユニットに連結されている前記自身モジュールユニットの当接部のインターフェース識別情報により前記位置情報を獲得することであることを特徴とする請求項５に記載のモジュラリゼーションロボットの制御方法。
【請求項7】
前記複数個のモジュールユニットはリモートターミナルと通信できる少なくとも１個のモジュールユニットを含み、前記複数個のモジュールユニットが複数個の異なるモジュールユニットを含むとき、前記複数個のモジュールユニットは１個のセルボディーと少なくとも１個のセルモノマーを含み、リモートターミナルと通信するモジュールユニットをセルボディーに確定し、セルボディーに直接連結されるセルモノマーを一級セルモノマーに確定し、前記初期実体構造の複数個のモジュールユニットの位置情報を獲得することは、セルボディーは当接部により信号をそのセルボディーに連結される一級セルモノマーに送信するステップＴ３１と、
一級セルモノマーは信号を受信した後、フェースアイデンティフィケーションをすることによりセルボディーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報を獲得し、一級セルモノマーはセルボディーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報と当該一級セルモノマーの信号を受信する当接部のインターフェース識別情報を一緒にセルボディーに送信することにより一級セルモノマーの位置情報を獲得するステップＴ３２と、を含むことを特徴とする請求項６に記載のモジュラリゼーションロボットの制御方法。
【請求項8】
一級セルモノマーに連結されるセルモノマーを二級セルモノマーに確定し、Ｍ級セルモノマーに連結されるセルモノマーを（Ｍ＋１）級セルモノマーに確定し、Ｍは１より大きいか或いは等しい整数であり、前記初期実体構造の複数個のモジュールユニットの位置情報を獲得することは、Ｍ級セルモノマーが信号を（Ｍ＋１）級セルモノマーに送信するステップＴ３３と、
（Ｍ＋１）級セルモノマーが信号を受信した後、フェースアイデンティフィケーションをすることによりＭ級セルモノマーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報を獲得し、（Ｍ＋１）級セルモノマーはＭ級セルモノマーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報と当該（Ｍ＋１）級セルモノマーの信号を受信する当接部のインターフェース識別情報を一緒にセルボディーに送信するステップＴ３４と、を含むことを特徴とする請求項７に記載のモジュラリゼーションロボットの制御方法。
【請求項9】
セルボディーまたはセルモノマーは異なる電気信号を複数個の下級セルモノマーに同時に送信するとき、複数個の下級セルモノマーはセルボディーまたは上級セルモノマーの異なる電気信号を送信する当接部のインターフェース識別情報によりその位置情報をセルボディーにタイミングの順番に送信するか、或いは、セルボディーまたはセルモノマーは同一または異なる電気信号を複数個の下級セルモノマーにタイミングの順番に送信し、複数個の下級セルモノマーは電気信号を受信するタイミングにより順にその位置情報をセルボディーに送信することを特徴とする請求項８に記載のモジュラリゼーションロボットの制御方法。
【請求項10】
セルモノマーが動作をするとき、２個のサブモジュール同士の相対的角度情報をリアルタイムにモニタリングし、かつモニタリングの結果により動作が完了したかどうかを判断することを特徴とする請求項５に記載のモジュラリゼーションロボットの制御方法。
【請求項11】
複数個のモジュールユニットを継ぎ合わせてなる初期実体構造を制御することに用いられるモジュラリゼーションロボットの制御システムであって、モジュラリゼーションロボットの初期バーチャルコンフィギュレーション情報を記憶する記憶モジュールと、
初期バーチャルコンフィギュレーション情報によりモジュラリゼーションロボットの初期バーチャルコンフィギュレーションを生成するコンフィギュレーション生成モジュールと、
事前設定動作制御情報を生成する動作生成モジュールと、
事前設定動作制御情報をモジュラリゼーションロボットに送信することによりモジュラリゼーションロボットが事前設定動作制御情報に従って作動するようにする伝送モジュールと、を含み、
前記モジュールユニットは相対的回転可能な２個のサブモジュールを含み、前記動作生成モジュールは、１個または複数個のモジュールユニットの２個のサブモジュール同士の相対的回転を制御することにより１個または複数個の移動フレームを生成するステップと、
前記１個または複数個の移動フレームを記憶するステップと、
前記１個または複数個の移動フレームにより事前設定動作制御情報を生成するステップと、を実施することを特徴とするモジュラリゼーションロボットの制御システム。
【請求項12】
モジュラリゼーションロボットの制御システムであって、モジュラリゼーションロボット、記憶装置、および１つまたは複数のプログラムを含み、前記モジュラリゼーションロボットは複数個のモジュールユニットで組み立てられかつ初期実体構造を具備し、
１つまたは複数の前記プログラムは前記記憶装置に記憶され、記憶装置とモジュールユニットが通信することにより前記プログラムは下記ステップ、すなわち、
モジュラリゼーションロボットの初期バーチャルコンフィギュレーション情報を獲得して記憶するステップと、
初期バーチャルコンフィギュレーション情報によりモジュラリゼーションロボットの初期バーチャルコンフィギュレーションを生成するステップと、
動作フレームを設定することにより事前設定動作制御情報を生成するステップと、
事前設定動作制御情報をモジュラリゼーションロボットに送信するステップとを実行し、
前記モジュールユニットは相対的回転可能な２個のサブモジュールを含み、前記動作フレームを設定することにより事前設定動作制御情報を生成するステップは、
１個または複数個のモジュールユニットの２個のサブモジュール同士の相対的回転を制御することにより１個または複数個の移動フレームを生成するステップと、
前記１個または複数個の移動フレームを記憶するステップと、
前記１個または複数個の移動フレームにより事前設定動作制御情報を生成するステップと、を含むことを特徴とするモジュラリゼーションロボットの制御システム。
【請求項13】
前記複数個のモジュールユニットは１個のセルボディーと少なくとも１個のセルモノマーを含み、各当接部は唯一のインターフェース識別情報を具備し、セルボディーに直接連結されるセルモノマーを一級セルモノマーに確定し、前記モジュラリゼーションロボットの初期バーチャルコンフィギュレーション情報を獲得することは具体的に、セルボディーは当接部により信号をそのセルボディーに連結される一級セルモノマーに送信するステップと、
一級セルモノマーは信号を受信した後、フェースアイデンティフィケーションをすることによりセルボディーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報を獲得し、一級セルモノマーはセルボディーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報と当該一級セルモノマーの信号を受信する当接部のインターフェース識別情報を一緒にセルボディーに送信することにより一級セルモノマーの位置情報を獲得するステップと、を含むことを特徴とする請求項１２に記載のモジュラリゼーションロボットの制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モジュラリゼーションロボットの技術分野に属し、特にモジュラリゼーションロボットの制御方法およびそのシステムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
ロボットは我々の生活および工業分野に幅広く応用されている。例えば、学生の創造的思考能力を向上させる教学に応用されるか或いは自動化生産における溶接、スプレーコーティング、装着、搬送等の作業に応用されることができる。ロボットは実行システムとして非常に柔軟性と融通性を有しており、かついろいろな作業を担当することができるが、従来のロボットは所定の使用目的と使用分野を有しているので、所定の機能しか実行することができない。すなわち、従来のロボットの柔軟性とコンフィギュレーションが変化することができないので、機能の拡張とコンフィギュレーションのリファクタリングが欠如している。また、所定の分野と応用のため専用のロボットを開発する場合、多くのコストがかかるので、ロボットの普及と応用に大きな影響を与えるおそれがある。そのため、リファクタリングが可能なロボットを発明した。
【0003】
リファクタリングが可能なロボットは通常、メインモジュールと複数個のサブモジュールで構成される。複数個のサブモジュールの外形の構造は一致し、各サブモジュールに形成される連結面により複数個のサブモジュールを組み立てる。しかしながら、使用者がモジュラリゼーションロボットを組み立てるとき、それらが正確に組み立てられるかを判断することができないので、複数のサブモジュールを再び組み立てるおそれがあり、使用の利便性に影響を与えるおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の技術的課題を解決するため、本発明においてモジュラリゼーションロボットの制御方法およびそのシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
技術的課題を解決する手段として本発明はモジュラリゼーションロボットの制御方法を提供する。前記モジュラリゼーションロボットの制御方法は、
複数個のモジュールユニットを提供するステップＴ１と、
複数個のモジュールユニットを組み立てることにより初期実体構造を形成するステップＴ２と、
初期実体構造の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を獲得するステップＴ３と、
初期バーチャルコンフィギュレーション情報により初期バーチャルコンフィギュレーションを生成するステップＴ４と、
動作フレームを設定することにより事前設定動作制御情報を生成するステップＴ５と、
事前設定動作制御情報をモジュラリゼーションロボットに送信してモジュラリゼーションロボットが事前設定動作制御情報に従って作動するようにするステップＴ６と、を含む。
複数個のモジュールユニットを提供するステップＴ１と、
複数個のモジュールユニットを組み立てることにより初期実体構造を形成するステップＴ２と、
初期実体構造の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を獲得するステップＴ３と、
初期バーチャルコンフィギュレーション情報により初期バーチャルコンフィギュレーションを生成するステップＴ４と、
動作フレームを設定することにより事前設定動作制御情報を生成するステップＴ５と、
事前設定動作制御情報をモジュラリゼーションロボットに送信してモジュラリゼーションロボットが事前設定動作制御情報に従って作動するようにするステップＴ６と、を含む。
【0006】
好ましくは、前記モジュールユニットは相対的回転可能な２個のサブモジュールを含み、前記ステップＴ５は、具体的に、
１個または複数個のモジュールユニットの２個のサブモジュール同士の相対的回転を制御することにより１個または複数個の移動フレームを生成するステップＴ５１と、
前記１個または複数個の移動フレームを記憶するステップＴ５２と、
前記１個または複数個の移動フレームにより事前設定動作制御情報を生成するステップＴ５３と、を含む。
１個または複数個のモジュールユニットの２個のサブモジュール同士の相対的回転を制御することにより１個または複数個の移動フレームを生成するステップＴ５１と、
前記１個または複数個の移動フレームを記憶するステップＴ５２と、
前記１個または複数個の移動フレームにより事前設定動作制御情報を生成するステップＴ５３と、を含む。
【0007】
好ましくは、ステップＴ５１において、初期実体構造中の１個または複数個のモジュールユニットの２個のサブモジュール同士の相対的回転を制御するか、或いは初期バーチャルコンフィギュレーション中の１個または複数個のモジュールユニットの２個のサブモジュール同士の相対的回転を制御する。
【0008】
好ましくは、前記ステップＴ５３は、具体的に、１個または複数個の移動フレームに対して増加、削除または編集することにより事前設定動作制御情報を生成することである。
【0009】
好ましくは、動作フレームの編集は、回転時間、回転速度、回転角度および回転方向のうち一種または多種を編集することを含む。
【0010】
好ましくは、前記初期バーチャルコンフィギュレーション情報は、複数個のモジュールユニットのモジュールタイプ情報、モジュール数量情報、位置情報、２個のサブモジュール同士の初期角度情報のうち一種または多種を含む。
【0011】
好ましくは、複数個のモジュールユニットは複数個の同一または異なるモジュールユニットを含み、前記モジュールユニットは相対的移動可能な２個のサブモジュールを含み、各サブモジュールは少なくとも１個の当接部を含み、各当接部は唯一のインターフェース識別情報を具備し、前記初期実体構造の複数個のモジュールユニットの位置情報を獲得することは、具体的に、
モジュールユニットがその自身に連結される隣接モジュールユニットの当接部のインターフェース識別情報を認識し、かつ隣接モジュールユニットの当接部のインターフェース識別情報と自身の隣接モジュールユニットに連結される当接部のインターフェース識別情報により前記位置情報を獲得することである。
モジュールユニットがその自身に連結される隣接モジュールユニットの当接部のインターフェース識別情報を認識し、かつ隣接モジュールユニットの当接部のインターフェース識別情報と自身の隣接モジュールユニットに連結される当接部のインターフェース識別情報により前記位置情報を獲得することである。
【0012】
好ましくは、前記複数個のモジュールユニットはリモートターミナルと通信できる少なくとも１個のモジュールユニットを含み、前記複数個のモジュールユニットが複数個の異なるモジュールユニットを含むとき、前記複数個のモジュールユニットは１個のセルボディーと少なくとも１個のセルモノマーを含み、リモートターミナルと通信するモジュールユニットをセルボディーに確定し、セルボディーに直接連結されるセルモノマーを一級セルモノマーに確定し、前記初期実体構造の複数個のモジュールユニットの位置情報を獲得することは、
セルボディーは当接部により信号をそのセルボディーに連結される一級セルモノマーに送信するステップＴ３１と、
一級セルモノマーは信号を受信した後、フェースアイデンティフィケーションをすることによりセルボディーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報を獲得し、一級セルモノマーはセルボディーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報と当該一級セルモノマーの信号を受信する当接部のインターフェース識別情報を一緒にセルボディーに送信することにより一級セルモノマーの位置情報を獲得するステップＴ３２と、を含む。
セルボディーは当接部により信号をそのセルボディーに連結される一級セルモノマーに送信するステップＴ３１と、
一級セルモノマーは信号を受信した後、フェースアイデンティフィケーションをすることによりセルボディーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報を獲得し、一級セルモノマーはセルボディーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報と当該一級セルモノマーの信号を受信する当接部のインターフェース識別情報を一緒にセルボディーに送信することにより一級セルモノマーの位置情報を獲得するステップＴ３２と、を含む。
【0013】
好ましくは、一級セルモノマーに連結されるセルモノマーを二級セルモノマーに確定し、Ｍ級セルモノマーに連結されるセルモノマーを（Ｍ＋１）級セルモノマーに確定し、Ｍは１より大きいか或いは等しい整数であり、前記初期実体構造の複数個のモジュールユニットの位置情報を獲得することは、
Ｍ級セルモノマーが信号を（Ｍ＋１）級セルモノマーに送信するステップＴ３３と、
（Ｍ＋１）級セルモノマーが信号を受信した後、フェースアイデンティフィケーションをすることによりＭ級セルモノマーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報を獲得し、（Ｍ＋１）級セルモノマーはＭ級セルモノマーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報と当該（Ｍ＋１）級セルモノマーの信号を受信する当接部のインターフェース識別情報を一緒にセルボディーに送信するステップＴ３４と、を含む。
Ｍ級セルモノマーが信号を（Ｍ＋１）級セルモノマーに送信するステップＴ３３と、
（Ｍ＋１）級セルモノマーが信号を受信した後、フェースアイデンティフィケーションをすることによりＭ級セルモノマーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報を獲得し、（Ｍ＋１）級セルモノマーはＭ級セルモノマーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報と当該（Ｍ＋１）級セルモノマーの信号を受信する当接部のインターフェース識別情報を一緒にセルボディーに送信するステップＴ３４と、を含む。
【0014】
好ましくは、セルボディーまたはセルモノマーは異なる電気信号を複数個の下級セルモノマーに同時に送信するとき、複数個の下級セルモノマーはセルボディーまたは上級セルモノマーの異なる電気信号を送信する当接部のインターフェース識別情報によりその位置情報をセルボディーにタイミングの順番に送信するか或いは、セルボディーまたはセルモノマーは同一または異なる電気信号を複数個の下級セルモノマーにタイミングの順番に送信し、複数個の下級セルモノマーは電気信号を受信するタイミングにより順にその位置情報をセルボディーに送信する。
【0015】
好ましくは、前記セルモノマーが動作をするとき、２個のサブモジュール同士の相対的角度情報をリアルタイムにモニタリングし、かつモニタリングの結果により動作が完了したかどうかを判断する。
【0016】
本発明はモジュラリゼーションロボットの制御システムを更に提供する。モジュラリゼーションロボットの制御システムは複数個のモジュールユニットを継ぎ合わせてなる初期実体構造を制御することに用いられる。前記モジュラリゼーションロボットの制御システムは、
初期実体構造の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を記憶する記憶モジュールと、
初期バーチャルコンフィギュレーション情報によりモジュラリゼーションロボットの初期バーチャルコンフィギュレーションを生成するコンフィギュレーション生成モジュールと、
事前設定動作制御情報を生成する動作生成モジュールと、
事前設定動作制御情報をモジュラリゼーションロボットに送信することによりモジュラリゼーションロボットが事前設定動作制御情報に従って作動するようにする伝送モジュールと、を含む。
初期実体構造の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を記憶する記憶モジュールと、
初期バーチャルコンフィギュレーション情報によりモジュラリゼーションロボットの初期バーチャルコンフィギュレーションを生成するコンフィギュレーション生成モジュールと、
事前設定動作制御情報を生成する動作生成モジュールと、
事前設定動作制御情報をモジュラリゼーションロボットに送信することによりモジュラリゼーションロボットが事前設定動作制御情報に従って作動するようにする伝送モジュールと、を含む。
【0017】
本発明はモジュラリゼーションロボットの制御システムを更に提供する。前記モジュラリゼーションロボットの制御システムは、モジュラリゼーションロボット、記憶装置、および１つまたは複数のプログラムを含み、
前記モジュラリゼーションロボットは複数個のモジュールユニットで組み立てられかつ初期実体構造を具備し、
１つまたは複数の前記プログラムは前記記憶装置に記憶され、記憶装置とモジュールユニットが通信することにより前記プログラムは下記ステップ、すなわち、
初期実体構造の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を獲得して記憶するステップと、
初期バーチャルコンフィギュレーション情報によりモジュラリゼーションロボットの初期バーチャルコンフィギュレーションを生成するステップと、
動作フレームを設定することにより事前設定動作制御情報を生成するステップと、
事前設定動作制御情報をモジュラリゼーションロボットに送信するステップとを実行する。
前記モジュラリゼーションロボットは複数個のモジュールユニットで組み立てられかつ初期実体構造を具備し、
１つまたは複数の前記プログラムは前記記憶装置に記憶され、記憶装置とモジュールユニットが通信することにより前記プログラムは下記ステップ、すなわち、
初期実体構造の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を獲得して記憶するステップと、
初期バーチャルコンフィギュレーション情報によりモジュラリゼーションロボットの初期バーチャルコンフィギュレーションを生成するステップと、
動作フレームを設定することにより事前設定動作制御情報を生成するステップと、
事前設定動作制御情報をモジュラリゼーションロボットに送信するステップとを実行する。
【0018】
好ましくは、前記複数個のモジュールユニットは１個のセルボディーと少なくとも１個のセルモノマーを含み、各当接部は唯一のインターフェース識別情報を具備し、セルボディーに直接連結されるセルモノマーを一級セルモノマーに確定し、前記初期実体構造の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を獲得することは、具体的に、
セルボディーは当接部により信号をそのセルボディーに連結される一級セルモノマーに送信するステップと、
一級セルモノマーは信号を受信した後、フェースアイデンティフィケーションをすることによりセルボディーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報を獲得し、一級セルモノマーはセルボディーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報と当該一級セルモノマーの信号を受信する当接部のインターフェース識別情報を一緒にセルボディーに送信することにより一級セルモノマーの位置情報を獲得するステップと、を含む。
セルボディーは当接部により信号をそのセルボディーに連結される一級セルモノマーに送信するステップと、
一級セルモノマーは信号を受信した後、フェースアイデンティフィケーションをすることによりセルボディーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報を獲得し、一級セルモノマーはセルボディーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報と当該一級セルモノマーの信号を受信する当接部のインターフェース識別情報を一緒にセルボディーに送信することにより一級セルモノマーの位置情報を獲得するステップと、を含む。
【発明の効果】
【0019】
従来の技術と比較してみると、本発明のモジュラリゼーションロボットの制御方法は、複数個のモジュールユニットを提供するステップＴ１と、複数個のモジュールユニットを組み立てることにより初期実体構造を形成するステップＴ２と、初期実体構造の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を獲得するステップＴ３と、初期バーチャルコンフィギュレーション情報により初期バーチャルコンフィギュレーションを生成するステップＴ４と、動作フレームを設定することにより事前設定動作制御情報を生成するステップＴ５と、事前設定動作制御情報をモジュラリゼーションロボットに送信してモジュラリゼーションロボットが事前設定動作制御情報に従って作動するようにするステップＴ６と、を含む。本発明のモジュラリゼーションロボットの制御方法により、使用者はコンフィギュレーションを自由に組み立て、組み立てられた前記コンフィギュレーションの動作を制御する制御情報を設計でき、モジュラリゼーションロボットの使用上の利便性を大幅に向上させ、モジュラリゼーションロボットの設計範囲を広くすることにより様々な分野に応用することができる。
また、移動フレームの回転時間、回転速度、回転角度と回転方向のうち一種または多種を編集することができる。動作制御情報によっていろいろなパラメーターを調節することにより、モジュラリゼーションロボットの設計範囲をより広くすることができる。
また、前記モジュラリゼーションロボットの制御方法は、フェースアイデンティフィケーションをすることにより各モジュールユニットの位置を正確に獲得することができるので、簡単かつ迅速で、ハードウェアに対する要求が低いという利点を有する。
本発明によるモジュラリゼーションロボットの制御システムも同様に上記の利点を有する。
また、移動フレームの回転時間、回転速度、回転角度と回転方向のうち一種または多種を編集することができる。動作制御情報によっていろいろなパラメーターを調節することにより、モジュラリゼーションロボットの設計範囲をより広くすることができる。
また、前記モジュラリゼーションロボットの制御方法は、フェースアイデンティフィケーションをすることにより各モジュールユニットの位置を正確に獲得することができるので、簡単かつ迅速で、ハードウェアに対する要求が低いという利点を有する。
本発明によるモジュラリゼーションロボットの制御システムも同様に上記の利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の第一実施例に係るモジュラリゼーションロボットの制御方法を示す流れ図である。
【図2】本発明の第一実施例に係るモジュラリゼーションロボットの制御方法におけるステップＴ３のサブ流れを示す図である。
【図3】本発明の第一実施例に係るモジュラリゼーションロボットの制御方法におけるステップＴ５のサブ流れを示す図である。
【図4】本発明の第一実施例に係る角度測定装置を示す分解構造図である。
【図5】本発明の第一実施例に係る回転軸を示す斜視構造図である。
【図6】本発明の第一実施例に係るセンサーを示す斜視構造図である。
【図7】本発明の第一実施例に係るセンサーの測定原理を示す図である。
【図8】本発明の第二実施例に係るモジュラリゼーションロボットの制御システムのモジュールの構造を示す図である。
【図9】本発明の第三実施例に係るモジュラリゼーションロボットの制御システムのモジュールの構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
本発明の目的、技術手段および発明の効果をより明確にするため、以下、図面と実施例により本発明をより詳細に説明する。注意されたいことは、下記の具体的な実施例は、本発明を説明するものであるが、本発明を限定するものでない。
【0022】
（第一実施例）
図１を参照すると、本発明の第一実施例においてモジュラリゼーションロボットの制御方法を提供する。前記モジュラリゼーションロボットは少なくとも２個のモジュールユニットを含み、各モジュールユニットは相対的移動可能な２個のサブモジュールを含む。例えば２個のサブモジュールは相対的に回転することができる。好ましくは、各モジュールユニットは相対的回転可能に移動する２個の半球、即ち上下の半球で構成され、各サブモジュールは少なくとも１個の当接部を含み、各当接部にはインターフェースが設けられ、各インターフェースは唯一のインターフェース識別情報を具備し、モジュールユニットとモジュールユニットとの間は当接部により連結される。各サブモジュールが少なくとも２個の当接部を含むとき、２個のモジュールユニットはそれぞれの１個の当接部により連結され、２個のモジュールユニットが連結される個所には仮想連結面が形成され、２個のモジュールユニットは仮想連結面により回転することができ、２個のモジュールユニットのうち少なくとも１個のモジュールユニットでの他の当接部が位置する平面と前記仮想連結面は交差することが理解される。
図１を参照すると、本発明の第一実施例においてモジュラリゼーションロボットの制御方法を提供する。前記モジュラリゼーションロボットは少なくとも２個のモジュールユニットを含み、各モジュールユニットは相対的移動可能な２個のサブモジュールを含む。例えば２個のサブモジュールは相対的に回転することができる。好ましくは、各モジュールユニットは相対的回転可能に移動する２個の半球、即ち上下の半球で構成され、各サブモジュールは少なくとも１個の当接部を含み、各当接部にはインターフェースが設けられ、各インターフェースは唯一のインターフェース識別情報を具備し、モジュールユニットとモジュールユニットとの間は当接部により連結される。各サブモジュールが少なくとも２個の当接部を含むとき、２個のモジュールユニットはそれぞれの１個の当接部により連結され、２個のモジュールユニットが連結される個所には仮想連結面が形成され、２個のモジュールユニットは仮想連結面により回転することができ、２個のモジュールユニットのうち少なくとも１個のモジュールユニットでの他の当接部が位置する平面と前記仮想連結面は交差することが理解される。
【0023】
本発明に係る説明と理解を容易にするため、下記のことを定義する。コンフィギュレーション情報は、モジュールタイプ情報、位置情報、モジュール数量情報、２個のサブモジュール同士の初期角度情報のうち一種または多種を含むが、それらに限定されるものでない。コンフィギュレーション情報は隣接するモジュールユニット同士の連結関係を定義する情報である。位置情報は隣接するモジュールユニットを連結させる２個の当接部のインターフェース識別情報を記録し、各当接部のインターフェース識別情報は当該当接部の位置しているモジュールユニットでの位置を指し、各モジュールユニットの位置情報はモジュールユニットの三次元コンフィギュレーションまたは平面構造中の絶対的位置を指す。同一のタイプのモジュールユニットには同一のモジュールタイプマークが設定されている。例えば、セルボディーはいずれも同一のモジュールタイプマークを有し、セルモノマーは同一のモジュールタイプマークを有し、セルボディーのモジュールタイプマークはセルモノマーのモジュールタイプマークと異なっている。セルモノマーに複数のタイプが存在するとき、各タイプのセルモノマーは同一のモジュールタイプマークを有し、タイプが異なるセルモノマーのモジュールタイプマークは異なっている。したがって、モジュールタイプマークを識別することによりモジュールユニットのモジュールタイプ情報を把握することができる。２個のサブモジュール同士の初期角度情報はモジュールユニットの上下の２個のサブモジュール同士の相対的角度値を指す。モジュール数量情報はモジュールユニットの数量を指す。隣接している２個のモジュールユニットにおいてその連結される２個の当接部のインターフェース識別情報を識別する過程はフェースアイデンティフィケーションをする過程である。フェースアイデンティフィケーションをすることによりモジュールユニットの位置情報を獲得することができる。ここの定義は本明細書の他の実施例にも同様に適用可能であることを理解することができる。
【0024】
前記モジュラリゼーションロボットの制御方法は下記ステップを含む。
Ｔ１において、複数個のモジュールユニットを提供する。
Ｔ２において、複数個のモジュールユニットを組み立てることにより初期実体構造を形成する。
Ｔ３において、初期実体構造の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を獲得する。
Ｔ４において、初期バーチャルコンフィギュレーション情報によりモジュラリゼーションロボットの初期バーチャルコンフィギュレーションを生成する。
Ｔ５において、動作フレームを設定することにより事前設定動作制御情報を生成する。
Ｔ６において、事前設定動作制御情報をモジュラリゼーションロボットに送信して、モジュラリゼーションロボットが事前設定動作制御情報に従って作動するようにする。
Ｔ１において、複数個のモジュールユニットを提供する。
Ｔ２において、複数個のモジュールユニットを組み立てることにより初期実体構造を形成する。
Ｔ３において、初期実体構造の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を獲得する。
Ｔ４において、初期バーチャルコンフィギュレーション情報によりモジュラリゼーションロボットの初期バーチャルコンフィギュレーションを生成する。
Ｔ５において、動作フレームを設定することにより事前設定動作制御情報を生成する。
Ｔ６において、事前設定動作制御情報をモジュラリゼーションロボットに送信して、モジュラリゼーションロボットが事前設定動作制御情報に従って作動するようにする。
【0025】
注意されたいことは、前記ステップＴ１において提供される複数個のモジュールユニットはリモートターミナルと通信する少なくとも１個のモジュールユニットを含むことにより、モジュラリゼーションロボットとリモートターミナルとの間の通信を実現することができる。また、モジュラリゼーションロボットはリモートターミナルと通信する必要がなく、モジュラリゼーションロボットで後の所定のステップを実施するとき、その提供される複数個のモジュールユニットは後の所定のステップを実施する少なくとも１個のモジュールユニットを含むことができる。
【0026】
また、前記ステップＴ２において、複数個のモジュールユニットをモジュラリゼーションロボットに組み立てる場合、モジュラリゼーションロボットは具体的に初期実体構造である。
【0027】
また、前記ステップＴ３において、初期実体構造をリモートターミナルに送信することにより初期実体構造の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を獲得する。少なくとも１個のモジュールユニットが組み立てられたモジュラリゼーションロボットの初期実体構造をリモートターミナルに送信することにより、リモートターミナルは前記初期実体構造の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を獲得するか、或いは、複数個のモジュールユニットのうち少なくとも１個のモジュールユニットは初期実体構造の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を獲得して記憶し、リモートターミナルに送信しない。前記初期バーチャルコンフィギュレーション情報は、位置情報、モジュールタイプ情報、モジュール数量情報、上下の２個のサブモジュール同士の初期角度情報と他の隣接するモジュールユニットとの連結関係を示す情報のうち一種または多種を含む。モジュールユニットは無線送信方法により自分のモジュールタイプ情報をセルボディー（cell body）に送信する。すべてのモジュールユニットがその位置情報をリモートターミナルに送信すると、リモートターミナルは初期実体構造のモジュール数量情報を獲得する。モジュールユニットは上下の２個のサブモジュールの初期角度を検出するとともに初期角度情報を無線送信方法によりリモートターミナルに送信する。
【0028】
図２を参照すると、初期実体構造の複数個のモジュールユニットは複数個の同一または異なるモジュールユニットを含み、複数個のモジュールユニットはリモートターミナルと通信できる少なくとも１個のモジュールユニットを含むことができる。初期実体構造の複数個のモジュールユニットが複数個の異なるモジュールユニットを含むとき、例えば複数個のモジュールユニットが１個のセルボディーと少なくとも１個のセルモノマーを含むとき、セルボディーは、リモートターミナルと通信し、セルボディーに直接連結されるセルモノマーを一級セルモノマーに確定し、一級セルモノマーに連結されるセルモノマーを二級セルモノマーに確定し、Ｍ級セルモノマーに連結されるセルモノマーを（Ｍ＋１）級セルモノマーに確定することに用いられる。Ｍは１より大きいか或いは等しい整数である。前記初期実体構造の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を獲得することは具体的に下記ステップを含む。
【0029】
Ｔ３１において、セルボディーは当接部により信号をそのセルボディーに連結される一級セルモノマーに送信する。
Ｔ３２において、一級セルモノマーは信号を受信した後、フェースアイデンティフィケーションをすることによりセルボディーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報を獲得し、一級セルモノマーはセルボディーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報と当該一級セルモノマーの信号を受信する当接部のインターフェース識別情報を一緒にセルボディーに送信することにより一級セルモノマーの位置情報を獲得する。
Ｔ３３において、Ｍ級セルモノマーが信号を（Ｍ＋１）級セルモノマーに送信する。
Ｔ３４において、（Ｍ＋１）級セルモノマーが信号を受信した後、フェースアイデンティフィケーションをすることによりＭ級セルモノマーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報を獲得し、（Ｍ＋１）級セルモノマーはＭ級セルモノマーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報と当該（Ｍ＋１）級セルモノマーの信号を受信する当接部のインターフェース識別情報を一緒にセルボディーに送信する。
Ｔ３２において、一級セルモノマーは信号を受信した後、フェースアイデンティフィケーションをすることによりセルボディーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報を獲得し、一級セルモノマーはセルボディーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報と当該一級セルモノマーの信号を受信する当接部のインターフェース識別情報を一緒にセルボディーに送信することにより一級セルモノマーの位置情報を獲得する。
Ｔ３３において、Ｍ級セルモノマーが信号を（Ｍ＋１）級セルモノマーに送信する。
Ｔ３４において、（Ｍ＋１）級セルモノマーが信号を受信した後、フェースアイデンティフィケーションをすることによりＭ級セルモノマーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報を獲得し、（Ｍ＋１）級セルモノマーはＭ級セルモノマーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報と当該（Ｍ＋１）級セルモノマーの信号を受信する当接部のインターフェース識別情報を一緒にセルボディーに送信する。
【0030】
また、セルボディーが一級セルモノマーに送信する信号とＭ級セルモノマーが（Ｍ＋１）級セルモノマーに送信する信号は電気信号であることが好ましいが、無線信号であってもよい。初期実体構造にセルボディーと一級セルモノマーのみが含まれているとき、前記ステップＴ３３とステップＴ３４を省略することができる。
【0031】
初期実体構造の複数個のモジュールユニットは複数個の同一のモジュールユニットを含むとき、所定の１つのモジュールユニットをメインモジュールユニットに確定する。即ち前記セルボディーに確定する。メインモジュールユニットに直接連結されるモジュールユニットは一級セルモノマーであり、一級セルモノマーに連結されるモジュールユニットは二級セルモノマーであり、Ｍ級セルモノマーに連結されるモジュールユニットは（Ｍ＋１）級セルモノマーである。Ｍは１より大きいか或いは等しい整数である。その場合も前記ステップＴ３１～Ｔ３４を実施する。本発明の変形例として、多級セルモノマーは、各セルモノマーの位置情報をリモートターミナルに直接送信し、メインモジュールユニットに送信しなくてもよい。
【0032】
つまり、初期実体構造の複数個のモジュールユニットの位置情報を獲得する過程は、モジュールユニットがその自身に連結される隣接モジュールユニットの当接部のインターフェース識別情報を認識し、かつ隣接モジュールユニットの当接部のインターフェース識別情報と自身の隣接モジュールユニットに連結される当接部のインターフェース識別情報により前記位置情報を獲得することである。
【0033】
また、ステップＴ３１を実施する前に下記ステップＴ３０を実施するか或いはステップＴ３１と同時に下記ステップＴ３０を実施することができる。
ステップＴ３０において、セルボディーは各セルモノマーに放送信号を送信することによりセルモノマーがフェースアイデンティフィケーションの準備をするようにする。モジュールとモジュールは無線通信することができる。その無線通信方法は、wifi通信方法、ブルートゥース(登録商標)通信方法、またはzigbee通信方法であることができるが、zigbee通信方法を採用することが好ましい。セルボディーはまず各セルモノマーに放送信号を送信することによりセルモノマーがフェースアイデンティフィケーションの準備をするようにし、各セルモノマーが電気信号を受信すると、フェースアイデンティフィケーションをする。
ステップＴ３０において、セルボディーは各セルモノマーに放送信号を送信することによりセルモノマーがフェースアイデンティフィケーションの準備をするようにする。モジュールとモジュールは無線通信することができる。その無線通信方法は、wifi通信方法、ブルートゥース(登録商標)通信方法、またはzigbee通信方法であることができるが、zigbee通信方法を採用することが好ましい。セルボディーはまず各セルモノマーに放送信号を送信することによりセルモノマーがフェースアイデンティフィケーションの準備をするようにし、各セルモノマーが電気信号を受信すると、フェースアイデンティフィケーションをする。
【0034】
前記ステップＴ３１において、セルボディーの各当接部は異なる電気信号を複数個の一級セルモノマーに送信する。ステップＴ３２において、複数個の一級セルモノマーは受信した電気信号が異なることにより当該一級セルモノマーに連結されるセルボディーの当接部のインターフェース識別情報を獲得する。各一級セルモノマーはセルボディーの電気信号を送信する当接部のインターフェース識別情報と当該一級セルモノマーの電気信号を受信する当接部のインターフェース識別情報を一緒にセルボディーに送信する。セルボディーはアルゴリズムにより前記一級セルモノマーの位置情報を計算して獲得し、複数個の一級セルモノマーが同様の動作を実行することにより、セルボディーは複数個の一級セルモノマーの位置情報を獲得する。同様に、ステップＴ３３とＴ３４において、Ｍ級セルモノマー上の各当接部は異なる電気信号を複数個の（Ｍ＋１）級セルモノマーに送信し、複数個の（Ｍ＋１）級セルモノマーは受信した電気信号が異なることによって当該（Ｍ＋１）級セルモノマーに連結されるＭ級セルモノマーの当接部のインターフェース識別情報を獲得する。各（Ｍ＋１）級セルモノマーはＭ級セルモノマーの電気信号を送信する当接部のインターフェース識別情報と当該（Ｍ＋１）級セルモノマーの電気信号を受信する当接部のインターフェース識別情報をセルボディーに送信する。セルボディーはアルゴリズムにより前記（Ｍ＋１）級セルモノマーの位置情報を計算して獲得し、複数個の（Ｍ＋１）級セルモノマーが同様の動作を実行することにより、セルボディーは複数個の（Ｍ＋１）級セルモノマーの位置情報を獲得する。一連のフェースアイデンティフィケーションをすることにより、セルボディーはすべてのセルモノマーの位置情報を獲得し、初期実体構造のコンフィギュレーション情報を獲得する。
【0035】
また、セルボディーまたはセルモノマーは異なる電気信号を複数個の下級セルモノマーに同時に送信するとき、複数個の下級セルモノマーはセルボディーまたは上級セルモノマーの異なる電気信号を送信する当接部のインターフェース識別情報によりその位置情報をセルボディーにタイミングの順番に送信する。或いはセルボディーまたはセルモノマーは同一または異なる電気信号を複数個の下級セルモノマーにタイミングの順番に送信し、複数個の下級セルモノマーは電気信号を受信するタイミングにより順にその位置情報をセルボディーに送信する。例えば、セルボディーには２個の当接部が設けられ、インターフェース識別情報はそれぞれ「１」と「２」に定義される。セルボディーは、異なる２個の電気信号をそのセルボディーに連結される２個の一級セルモノマーに同時に送信し、当接部の「１」に連結される一級セルモノマーが先にその位置情報を送信し、１０秒後（具体的な時間は自由に調節することができる）に当接部の「２」に連結される一級セルモノマーがその位置情報を再送信するように設定する。
【0036】
また、前記ステップＴ３２ａとＴ３３ａとの間に以下のステップを更に含む。
ステップＴ３２ａにおいて、セルボディーは電気信号の送信を停止させ、かつセルボディーに直接連結される一級セルモノマーが電気信号を一級セルモノマーに連結される二級セルモノマーに送信するように通知する。ステップＳ２２ａにおいて、セルボディーは放送信号により一級セルモノマーに通知することが好ましい。さらに、Ｍ級セルモノマーが電気信号を送信する前、セルボディーはＭ級セルモノマーの複数個の当接部のインターフェース識別情報に基づきかつ放送信号のような手段を採用することによりＭ級セルモノマーが複数個の（Ｍ＋１）級セルモノマーに電気信号を送信するようにタイミングの順番に制御する。前記Ｍ級セルモノマーが複数個の（Ｍ＋１）級セルモノマーに送信した電気信号は同一または異なってもよい。好ましくは、Ｍ級セルモノマーの複数個の当接部は異なる電気信号を送信する。
ステップＴ３２ａにおいて、セルボディーは電気信号の送信を停止させ、かつセルボディーに直接連結される一級セルモノマーが電気信号を一級セルモノマーに連結される二級セルモノマーに送信するように通知する。ステップＳ２２ａにおいて、セルボディーは放送信号により一級セルモノマーに通知することが好ましい。さらに、Ｍ級セルモノマーが電気信号を送信する前、セルボディーはＭ級セルモノマーの複数個の当接部のインターフェース識別情報に基づきかつ放送信号のような手段を採用することによりＭ級セルモノマーが複数個の（Ｍ＋１）級セルモノマーに電気信号を送信するようにタイミングの順番に制御する。前記Ｍ級セルモノマーが複数個の（Ｍ＋１）級セルモノマーに送信した電気信号は同一または異なってもよい。好ましくは、Ｍ級セルモノマーの複数個の当接部は異なる電気信号を送信する。
【0037】
前記ステップＴ３２とＴ３４において、セルボディーは、セルモノマーが送信する位置情報を受信した後、各セルモノマーに独立的なコードをつけ、かつ各セルモノマーの位置情報とコードが対応するように記憶する。セルボディーがリモートターミナルと通信するとき、セルボディーは各セルモノマーの位置情報とそのコードをリモートターミナルに送信する。リモートターミナルが動作制御情報をセルボディーに送信した場合、セルボディーは、異なるコードにより制御情報を分解し、かつ分解された制御情報をコードに対応するように各セルモノマーに送信する。
【0038】
また、前記ステップＴ４において、リモートターミナルまたは初期バーチャルコンフィギュレーション情報が記憶されているステップＴ３中のモジュールユニットは初期バーチャルコンフィギュレーション情報によりモジュラリゼーションロボットの初期バーチャルコンフィギュレーションを生成することができる。リモートターミナルは獲得した初期バーチャルコンフィギュレーション情報によって三次元シミュレーションまたは三次元モデリング等をすることによりモジュラリゼーションロボットの初期バーチャルコンフィギュレーションを生成する。
【0039】
図３を参照すると、前記ステップＴ５は具体的に下記ステップを含む。
Ｔ５１において、１個または複数個のモジュールユニットの２個のサブモジュール同士の相対的回転を制御することにより１個または複数個の移動フレームを生成する。
Ｔ５２において、前記１個または複数個の移動フレームを記憶する。
Ｔ５３において、前記１個または複数個の移動フレームにより事前設定動作制御情報を生成する。
Ｔ５１において、１個または複数個のモジュールユニットの２個のサブモジュール同士の相対的回転を制御することにより１個または複数個の移動フレームを生成する。
Ｔ５２において、前記１個または複数個の移動フレームを記憶する。
Ｔ５３において、前記１個または複数個の移動フレームにより事前設定動作制御情報を生成する。
【0040】
また、前記ステップＴ５１とＴ５２において、１個または複数個のモジュールユニットの２個のサブモジュール同士の相対的回転を制御することは初期実体構造において実施するか或いは初期バーチャルコンフィギュレーションにおいて実施することができる。例えば、モジュラリゼーションロボットの実体コンフィギュレーションにおいて１個のセルモノマーの２個のサブモジュールが一定角度に相対的回転するように制御することができる。前記セルモノマーは２個のサブモジュールの相対的回転する角度値を検出してセルボディーに送信し、セルボディーは前記角度値と前記セルモノマーのコードおよび／または前記セルモノマーの位置情報を一緒にリモートターミナルに送信する。リモートターミナルは、前記セルモノマーのコードおよび／または前記セルモノマーの位置情報により前記セルモノマーの身分を確定し、前記セルモノマーの２個のサブモジュールの初期角度情報を呼び出すとともに当該初期角度情報と前記回転角度値により回転後の２個のサブモジュール同士の相対的角度情報を算出し、かつ初期角度位置から現在の角度位置まで回転させる過程を１つの動作フレームとして記憶する。そして、他の１個のセルモノマーの２個のサブモジュールを回転させるか或いは同一のセルモノマーの２個のサブモジュールを更に回転させ、同様の情報伝送と計算によりリモートターミナルは他の動作フレームとして記憶する。それにより複数個の移動フレームを形成する。例えば、リモートターミナルが生成するモジュラリゼーションロボットの初期バーチャルコンフィギュレーションにおいて１個または複数個のモジュールユニットの２個のサブモジュールを選択して所定の角度に回転させ、かつそれを１つの移動フレームとして記憶することができる。そして、他の１個のセルモノマーまたは同一のセルモノマーを選択して所定の角度に回転させることにより他の動作フレームを形成し、それにより複数個の移動フレームを形成する。
【0041】
前記ステップＴ５３は具体的に、１個または複数個の移動フレームに対して増加、削除または編集することにより事前設定動作制御情報を生成することである。リモートターミナルにおいて、各動作フレームの回転時間、回転速度、回転角度および回転方向のうち一種または多種を編集することができる。例えば、リモートターミナルのオペレータインターフェースにおいて１個または複数個の移動フレームを選択することができる。１個の移動フレームを選択した後、その移動フレームの回転時間、回転速度、回転角度および回転方向のうち一種または多種のパラメーターを編集するか或いは複数個の移動フレームの順番を編集することにより最終の事前設定動作制御情報を生成することができる。
【0042】
前記ステップＴ６において、リモートターミナルが事前設定動作制御情報をセルボディーに送信した後、セルボディーは異なるセルモノマーのコードにより前記事前設定動作制御情報を分解し、かつ異なるセルモノマーのコードにより分解される一部の前記事前設定動作制御情報を対応するセルモノマーに送信する。セルモノマーは一部の前記事前設定動作制御情報を受信すると動作する。また、前記セルモノマーが動作するとき、２個のサブモジュール同士の相対的角度情報をリアルタイムにモニタリングし、かつモニタリングの結果により動作が完了したかどうかを判断する。好ましくは、動作が完了したとセルモノマーが判断する場合、セルモノマーは信号をセルボディーに送信し、セルボディーは前記信号をリモートターミナルに送信することによりセルモノマーの動作が完了したことをリモートターミナルに知らせるか或いはセルモノマーは前記信号をリモートターミナルに直接送信する。
【0043】
図１を再び参照すると、前記モジュラリゼーションロボットの制御方法はさらに下記ステップを含む。
ステップＴ７において、前記初期バーチャルコンフィギュレーション、初期バーチャルコンフィギュレーション情報および事前設定動作制御情報を記憶する。事前設定動作制御情報を生成した後、初期バーチャルコンフィギュレーション、初期バーチャルコンフィギュレーション情報および事前設定動作制御情報が対応するようにデータベースに記憶され、データベースに記憶される初期バーチャルコンフィギュレーションにより組み立てることができ、組み立てられたコンフィギュレーションとデータベースに記憶された初期バーチャルコンフィギュレーションを比較することにより校正をする。組み立てられたコンフィギュレーションのコンフィギュレーション情報とデータベースに記憶された初期バーチャルコンフィギュレーション情報が一致するとき、データベースから対応する事前設定動作制御情報を直接に読み出すことにより動作を実行することができる。或いは、データベースに十分多くの初期バーチャルコンフィギュレーションが記憶されているとき、任意に組み立てられたコンフィギュレーションのコンフィギュレーション情報とデータベース中の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を１つずつマッチングさせ、任意に組み立てられたコンフィギュレーションのコンフィギュレーション情報とある初期バーチャルコンフィギュレーション情報が同じである場合、データベースから対応する事前設定動作制御情報を直接に読み出すことにより動作を実行することができる。
ステップＴ７において、前記初期バーチャルコンフィギュレーション、初期バーチャルコンフィギュレーション情報および事前設定動作制御情報を記憶する。事前設定動作制御情報を生成した後、初期バーチャルコンフィギュレーション、初期バーチャルコンフィギュレーション情報および事前設定動作制御情報が対応するようにデータベースに記憶され、データベースに記憶される初期バーチャルコンフィギュレーションにより組み立てることができ、組み立てられたコンフィギュレーションとデータベースに記憶された初期バーチャルコンフィギュレーションを比較することにより校正をする。組み立てられたコンフィギュレーションのコンフィギュレーション情報とデータベースに記憶された初期バーチャルコンフィギュレーション情報が一致するとき、データベースから対応する事前設定動作制御情報を直接に読み出すことにより動作を実行することができる。或いは、データベースに十分多くの初期バーチャルコンフィギュレーションが記憶されているとき、任意に組み立てられたコンフィギュレーションのコンフィギュレーション情報とデータベース中の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を１つずつマッチングさせ、任意に組み立てられたコンフィギュレーションのコンフィギュレーション情報とある初期バーチャルコンフィギュレーション情報が同じである場合、データベースから対応する事前設定動作制御情報を直接に読み出すことにより動作を実行することができる。
【0044】
図４と図５を一緒に参照すると、各セルモノマーには角度測定装置１０１が設けられ、その角度測定装置１０１は回転軸１０４とセンサー１０３を含む。回転軸１０４は対向している第一端１０４１と第二端１０４３を含み、回転軸１０４の第一端１０４１はセンサー１０３に連結され、回転軸１０４の第二端１０４３は１個のサブモジュールに連結され、センサー１０３は他の１個のサブモジュールに連結されているので、センサー１０３は２個のサブモジュール同士の回転を検出することができる。回転軸１０４の第一端１０４１の横断面の形状は略Ｄ字型であることが好ましい。従って、回転軸１０４はセンサー１０３と連結するときセンサー１０３に挿入し、ポカヨケ（Fool-proofing）の効果を奏することができる。回転軸１０４を取り外した後、回転軸１０４を再び取り付ける場合に同一の角度に取り付ける必要がある。回転軸１０４の第二端１０４３は針形状に形成されることが好ましい。その場合、回転軸１０４をモジュールの１つのサブモジュールに連結させるとき、ポカヨケ（Fool-proofing）の効果を奏することができ、回転軸１０４を取り外した後、回転軸１０４を再び取り付ける場合に同一の角度に取り付ける必要がある。したがって、回転軸１０４に連結されるサブモジュールとセンサー１０３が適当に同一の角度を維持するようにし、セルモノマーを取り外した後、再び組み立てるとき再度調節する必要がない。なお、回転軸１０４の第一端１０４１と第二端１０４３の形状は、本発明の実施例の形状にのみ限定されるものでなく、他のポカヨケ構造に形成することもでき、ポカヨケの効果を奏することができる構造であればいずれもよい。ポカヨケ構造は当業者が容易に想到できる変形であり、本実施例ではさらに詳しく説明しない。
【0045】
図６と図７を一緒に参照すると、センサー１０３は、角度測定回路基板１０３１、第一ポテンシオメーター（Potentiometer）１０３２および第二ポテンシオメーター１０３３を含む。第一ポテンシオメーター１０３２と第二ポテンシオメーター１０３３は電気的に並列され、２つのポテンシオメーターのデッドバンド（deadband）領域同士は互いに覆わない。角度測定回路基板１０３１は第一ポテンシオメーター１０３２と第二ポテンシオメーター１０３３との間に配置され、第一ポテンシオメーター１０３２と第二ポテンシオメーター１０３３はいずれも角度測定回路基板１０３１に接続され、かつ第一ポテンシオメーター１０３２と第二ポテンシオメーター１０３３はいずれも角度測定回路基板１０３１に電気的接続される。第一ポテンシオメーター１０３２は第一抵抗器１０３４と第一スライドレオスタット１０３５（slide rheostat）を含み、第二ポテンシオメーター１０３３は第二抵抗器１０３６と第二スライドレオスタット１０３７を含む。
【0046】
第一スライドレオスタット１０３５の端部は第一抵抗器１０３４上においてスライドし、第二スライドレオスタット１０３７の端部は第二抵抗器１０３６上においてスライドし、第一スライドレオスタット１０３５と第二スライドレオスタット１０３７は絶縁材料により固定接続される。第一スライドレオスタット１０３５と第二スライドレオスタット１０３７は同一の回転軸を共用する。すなわち第一スライドレオスタット１０３５と第二スライドレオスタット１０３７はいずれも、回転軸１０４の第一端１０４１に連結され、かつ回転軸１０４を中心として回転する。第一抵抗器１０３４のデッドバンド領域は第二抵抗器１０３６の非デッドバンド領域に覆われ、第二抵抗器１０３６のデッドバンド領域は第一抵抗器１０３４の非デッドバンド領域に覆われる。
【0047】
角度測定回路基板１０３１には第一ポテンシオメーター１０３２と第二ポテンシオメーター１０３３の入出力ポートが集積されている。入出力ポートは、抵抗器の接続電圧Ｖｃｃのポート、接地ポートおよびスライドレオスタットの出力ポートを含む。他の実施例において、角度測定回路基板１０３１を設けず、第一ポテンシオメーター１０３２と第二ポテンシオメーター１０３３をセルモノマーのメイン回路基板（図示せず）に直接に電気的接続させ、メイン回路基板に角度測定回路基板１０３１の機能モジュールを集積させることができる。
【0048】
測定をより正確にするため、本発明の実施例においてポテンシオメーターのデッドバンド領域が２つの領域を含むようにする。１つは、単一ポテンシオメーターが直接に測定することができない領域、すなわち抵抗器の両端の間に位置する領域である。例えば図７中のマイナーアーク（Minor arc）ＡＯＤである。もう１つは、単一ポテンシオメーターの端部に近づいておりかつ測定の精度が高くない領域、例えば図７中のマイナーアークＡＯＢとマイナーアークＣＯＤである。測定の精度が高くない領域の２個の臨界端部ＢとＣはスライドレオスタットの出力の最小電圧と最大電圧に対応する。図７の第一ポテンシオメーター１０３２のデッドバンド領域をマイナーアークＢＯＣの領域に定義する。
【0049】
本発明において、ダブルポテンシオメーターに基づくデッドバンド領域のない角度測定装置１０１により３６０度の角度で測定する原理は次のとおりである。
２個のスライドレオスタットが共用する回転軸の中心をＯと表記し、電圧Ｖｃｃに接続される第一抵抗器１０３４の一端をＤと表記し、接地する第一抵抗器１０３４の一端をＡと表記し、接地する第二抵抗器１０３６の一端をＧと表記する。第一ポテンシオメーター１０３２が出力する最小電圧と最大電圧はそれぞれＶｍｉｎとＶｍａｘであり、Ｖｍｉｎ～Ｖｍａｘは第一ポテンシオメーター１０３２で第一スライドレオスタット１０３５の回転角度を測定するとき測定の精度が高い出力電圧の範囲である。第一スライドレオスタット１０３５の直流電圧出力がＶｍｉｎであるとき、第一スライドレオスタット１０３５は第一抵抗器１０３４上のＢ点に位置し、第二スライドレオスタット１０３７は第二抵抗器１０３６上のＦ点に位置する。第一スライドレオスタット１０３５の直流電圧出力がＶｍａｘであるとき、第一スライドレオスタット１０３５は第一抵抗器１０３４上のＣ点に位置し、第二スライドレオスタット１０３７は第二抵抗器１０３６上のＥ点に位置する。
２個のスライドレオスタットが共用する回転軸の中心をＯと表記し、電圧Ｖｃｃに接続される第一抵抗器１０３４の一端をＤと表記し、接地する第一抵抗器１０３４の一端をＡと表記し、接地する第二抵抗器１０３６の一端をＧと表記する。第一ポテンシオメーター１０３２が出力する最小電圧と最大電圧はそれぞれＶｍｉｎとＶｍａｘであり、Ｖｍｉｎ～Ｖｍａｘは第一ポテンシオメーター１０３２で第一スライドレオスタット１０３５の回転角度を測定するとき測定の精度が高い出力電圧の範囲である。第一スライドレオスタット１０３５の直流電圧出力がＶｍｉｎであるとき、第一スライドレオスタット１０３５は第一抵抗器１０３４上のＢ点に位置し、第二スライドレオスタット１０３７は第二抵抗器１０３６上のＦ点に位置する。第一スライドレオスタット１０３５の直流電圧出力がＶｍａｘであるとき、第一スライドレオスタット１０３５は第一抵抗器１０３４上のＣ点に位置し、第二スライドレオスタット１０３７は第二抵抗器１０３６上のＥ点に位置する。
【0050】
∠AOB＝φ0であり、Ｃ点に対応する第一スライドレオスタット１０３５の直流電圧出力がＶｍａｘであるとき、
φ0＝Ｖｍｉｎ/ｋ１ （２）
ただし、ｋ１は第一抵抗器１０３４１１の角度分圧係数である。
φ0＝Ｖｍｉｎ/ｋ１ （２）
ただし、ｋ１は第一抵抗器１０３４１１の角度分圧係数である。
【0051】
半直線ＯＢＦが角度測定のゼロ初期線であると規定するとき、すなわち第一スライドレオスタット１０３５と第二スライドレオスタット１０３７がＯＢＦと重畳するとき、そのときに測定した角度φがＯであると規定する。第一スライドレオスタット１０３５により測定された電圧値Ｖ１が下記式（３）を満たすとき、
Ｖｍｉｎ≦Ｖ１≦Ｖｍａｘ （３）
すなわち第一スライドレオスタット１０３５がメージャーアーク（major arc）ＢＯＣ上にスライドするとき、第一抵抗器１０３４の抵抗分圧原理により測定された角度φは下記式（４）のとおりである。
第一スライドレオスタット１０３５により測定された電圧値Ｖ１が前記式（３）を満たさないとき、すなわち第一スライドレオスタット１０３５がメージャーアークＢＯＣ上をスライドしないとき、第二スライドレオスタット１０３７は第二抵抗器１０３６のマイナーアークＥＯＦ上においてスライドする。測定された第二スライドレオスタット１０３７の直流出力電圧はＶ２であり、第二抵抗器１０３６の抵抗分圧原理により測定された角度φは下記式（５）のとおりである。
ただし、ｋ２は第一抵抗器１０３６２１の角度分圧係数である。
Ｖｍｉｎ≦Ｖ１≦Ｖｍａｘ （３）
すなわち第一スライドレオスタット１０３５がメージャーアーク（major arc）ＢＯＣ上にスライドするとき、第一抵抗器１０３４の抵抗分圧原理により測定された角度φは下記式（４）のとおりである。
【0052】
前記第二スライドレオスタット１０３７がＥ点において出力する電圧がＶＥＯＧにより下記式を獲得することができる。
第一ポテンシオメーター１０３２の出力の最小電圧と最大電圧により第一ポテンシオメーター１０３２のデッドバンド領域はマイナーアークＢＯＣ領域になり、第二ポテンシオメーター１０３３の非デッドバンド領域がマイナーアークＢＯＣ領域を覆うように設定する。
【0053】
前記デッドバンド領域のない角度測定装置１０１に基づいて、本発明によるデッドバンド領域のない角度測定方法は具体的に下記とおりである。
（１）測定により∠AOBと∠EOGを獲得する。
（２）第一スライドレオスタット１０３５の出力電圧Ｖ１を獲得した後、その出力電圧Ｖ１が式（３）を満たすかどうかを判断する。満たすとき、式（４）により角度φを確定し、満たしていないとき、第二スライドレオスタット１０３７の出力電圧Ｖ２を獲得した後、式（５）により角度φを確定する。
（１）測定により∠AOBと∠EOGを獲得する。
（２）第一スライドレオスタット１０３５の出力電圧Ｖ１を獲得した後、その出力電圧Ｖ１が式（３）を満たすかどうかを判断する。満たすとき、式（４）により角度φを確定し、満たしていないとき、第二スライドレオスタット１０３７の出力電圧Ｖ２を獲得した後、式（５）により角度φを確定する。
【0054】
（第二実施例）
図８を参照すると、本発明の第二実施例においてモジュラリゼーションロボットの制御システム３０を更に提供する。前記モジュラリゼーションロボットの制御システム３０は、複数個のモジュールユニットが継ぎ合わせてなる初期実体構造を制御することに用いられ、かつ記憶モジュール３１、コンフィギュレーション生成モジュール３３、動作生成モジュール３５および伝送モジュール３７を含む。
記憶モジュール３１は初期実体構造の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を記憶する。
コンフィギュレーション生成モジュール３３は初期バーチャルコンフィギュレーション情報によりモジュラリゼーションロボットの初期バーチャルコンフィギュレーションを生成する。
動作生成モジュール３５は事前設定動作制御情報を生成する。
伝送モジュール３７は事前設定動作制御情報をモジュラリゼーションロボットに送信することによりモジュラリゼーションロボットが事前設定動作制御情報に従って作動するようにする。
図８を参照すると、本発明の第二実施例においてモジュラリゼーションロボットの制御システム３０を更に提供する。前記モジュラリゼーションロボットの制御システム３０は、複数個のモジュールユニットが継ぎ合わせてなる初期実体構造を制御することに用いられ、かつ記憶モジュール３１、コンフィギュレーション生成モジュール３３、動作生成モジュール３５および伝送モジュール３７を含む。
記憶モジュール３１は初期実体構造の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を記憶する。
コンフィギュレーション生成モジュール３３は初期バーチャルコンフィギュレーション情報によりモジュラリゼーションロボットの初期バーチャルコンフィギュレーションを生成する。
動作生成モジュール３５は事前設定動作制御情報を生成する。
伝送モジュール３７は事前設定動作制御情報をモジュラリゼーションロボットに送信することによりモジュラリゼーションロボットが事前設定動作制御情報に従って作動するようにする。
【0055】
記憶モジュール３１はモジュラリゼーションロボットに接続されることにより初期実体構造の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を記憶する。コンフィギュレーション形成モジュール３３は、記憶モジュール３１に接続されることにより記憶モジュール３１から初期バーチャルコンフィギュレーション情報を獲得し、それによりモジュラリゼーションロボットの初期バーチャルコンフィギュレーションを生成する。動作生成モジュール３５は、コンフィギュレーション生成モジュール３３に接続されることにより初期バーチャルコンフィギュレーションを獲得し、その初期バーチャルコンフィギュレーションにより事前設定動作制御情報を生成する。伝送モジュール３７は動作生成モジュール３５とモジュラリゼーションロボットに接続される。伝送モジュール３７は動作生成モジュール３５から獲得した事前設定動作制御情報をモジュラリゼーションロボットに送信することによりモジュラリゼーションロボットが事前設定動作制御情報に従って作動するようにする。
【0056】
（第三実施例）
図９を参照すると、本発明の第三実施例においてモジュラリゼーションロボットの制御システムを更に提供する。前記モジュラリゼーションロボットの制御システムは、モジュラリゼーションロボット４１、記憶装置４３、および１つまたは複数のプログラムを含む。
モジュラリゼーションロボット４１は複数個のモジュールユニットで組み立てられかつ初期実体構造を具備する。
１つまたは複数のプログラムは前記記憶装置４３に記憶される。記憶装置とモジュールユニットが通信することにより前記プログラムは下記ステップ、すなわち、
初期実体構造の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を獲得して記憶するステップと、
初期バーチャルコンフィギュレーション情報によりモジュラリゼーションロボットの初期バーチャルコンフィギュレーションを生成するステップと、
動作フレームを設定することにより事前設定動作制御情報を生成するステップと、
事前設定動作制御情報をモジュラリゼーションロボットに送信するステップとを実行する。
図９を参照すると、本発明の第三実施例においてモジュラリゼーションロボットの制御システムを更に提供する。前記モジュラリゼーションロボットの制御システムは、モジュラリゼーションロボット４１、記憶装置４３、および１つまたは複数のプログラムを含む。
モジュラリゼーションロボット４１は複数個のモジュールユニットで組み立てられかつ初期実体構造を具備する。
１つまたは複数のプログラムは前記記憶装置４３に記憶される。記憶装置とモジュールユニットが通信することにより前記プログラムは下記ステップ、すなわち、
初期実体構造の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を獲得して記憶するステップと、
初期バーチャルコンフィギュレーション情報によりモジュラリゼーションロボットの初期バーチャルコンフィギュレーションを生成するステップと、
動作フレームを設定することにより事前設定動作制御情報を生成するステップと、
事前設定動作制御情報をモジュラリゼーションロボットに送信するステップとを実行する。
【0057】
前記複数個のモジュールユニットは１個のセルボディーと少なくとも１個のセルモノマーを含み、各当接部は唯一のインターフェース識別情報を具備し、セルボディーに直接連結されるセルモノマーを一級セルモノマーに確定し、前記初期実体構造の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を獲得することは具体的に、
セルボディーは当接部により信号をそのセルボディーに連結される一級セルモノマーに送信するステップと、
一級セルモノマーは信号を受信した後、フェースアイデンティフィケーションをすることによりセルボディーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報を獲得し、一級セルモノマーはセルボディーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報と当該一級セルモノマーの信号を受信する当接部のインターフェース識別情報を一緒にセルボディーに送信することにより一級セルモノマーの位置情報を獲得するステップとを、含む。
セルボディーは当接部により信号をそのセルボディーに連結される一級セルモノマーに送信するステップと、
一級セルモノマーは信号を受信した後、フェースアイデンティフィケーションをすることによりセルボディーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報を獲得し、一級セルモノマーはセルボディーの信号を送信する当接部のインターフェース識別情報と当該一級セルモノマーの信号を受信する当接部のインターフェース識別情報を一緒にセルボディーに送信することにより一級セルモノマーの位置情報を獲得するステップとを、含む。
【0058】
従来の技術と比較してみると、本発明のモジュラリゼーションロボットの制御方法は、複数個のモジュールユニットを提供するステップＴ１と、複数個のモジュールユニットを組み立てることにより初期実体構造を形成するステップＴ２と、初期実体構造の初期バーチャルコンフィギュレーション情報を獲得するステップＴ３と、初期バーチャルコンフィギュレーション情報により初期バーチャルコンフィギュレーションを生成するステップＴ４と、動作フレームを設定することにより事前設定動作制御情報を生成するステップＴ５と、事前設定動作制御情報をモジュラリゼーションロボットに送信してモジュラリゼーションロボットが事前設定動作制御情報に従って作動するようにするステップＴ６と、を含む。本発明のモジュラリゼーションロボットの制御方法により、使用者はコンフィギュレーションを自由に組み立て、組み立てられた前記コンフィギュレーションの動作を制御する制御情報を設計でき、モジュラリゼーションロボットの使用上の利便性を大幅に向上させ、モジュラリゼーションロボットの設計範囲を広くすることにより様々な分野に応用することができる。
【0059】
移動フレームの回転時間、回転速度、回転角度と回転方向のうち一種または多種を編集することができる。動作制御情報によっていろいろなパラメーターを調節することにより、モジュラリゼーションロボットの設計範囲をより広くすることができる。
【0060】
前記モジュラリゼーションロボットの制御方法は、フェースアイデンティフィケーションをすることにより各モジュールユニットの位置を正確に獲得することができるので、簡単かつ迅速で、ハードウェアに対する要求が低いという利点を有する。
【0061】
本発明によるモジュラリゼーションロボットの制御システムも同様に上記の利点を有する。
【0062】
以上、本発明の好適な実施例を説明してきたが、前記実施例は本発明の例示に過ぎないものであり、本発明は前記実施例に限定されるものでない。本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、設計の変更、取り換えおよび改良等をすることができ、いずれも本発明の保護範囲に含まれることは勿論である。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
