KR101637255B1 - Robot Arm Having Robot Joint Assembly - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 로봇관절 어셈블리를 포함하는 로봇 암에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강도와 강성을 크게 증대시키면서도 간단하고 경량화된 구조를 가지는 로봇관절 어셈블리를 포함하는 로봇 암에 관한 것이다.The present invention relates to a robot arm including a robot joint assembly, and more particularly, to a robot arm including a robot joint assembly having a simple and lightweight structure while significantly increasing strength and rigidity.
최초의 산업용 로봇인 Unimate가 1962년 자동차 조립에 사용된 이래로, 로봇공학은 빠른 기술발전과, 그 적용 분양의 확산에 힘입어 생산, 서비스, 의료, 탐사, 군사, 항공우주 분야 등에 필수적인 기술로 자리잡았다.Since Unimate was first used in automotive assembly in 1962, robotic engineering has become a vital technology in production, service, medical, exploration, military, and aerospace fields thanks to rapid technology development and the spread of its application offerings. I got it.
기존의 로봇은 단순 반복 작업을 고속으로 정밀하게 수행하는 것이 목적이었으나, 최근에는 원격으로 접속하여 사람과 활동공간을 공유하는 로봇, 복강경 수술 등 다양한 수술을 용이하게 하는 수술로봇, 인간과 안전한 신체적인 접촉을 가능하게 하는 산업용 로봇 등 다양한 방식 및 다양한 수준의 로봇이 개발되고 있다.Conventional robots were intended to perform simple repetitive tasks at high speed and precise precision. However, in recent years, there have been many researches on robots that can be remotely connected to share a space with people, surgical robots that facilitate various operations such as laparoscopic surgery, And various types of robots, such as industrial robots that enable contact, are being developed.
특히 최근 개발된 Baxtor로봇의 경우, 사람의 힘을 감지하고 순응하는 기능이 있어 직접 로봇을 움직이며 작업을 지시할 수 있으며, 사람과 로봇이 같은 작업공간에서 협력할 수 있는 차세대 로봇으로 주목을 받고 있다.Especially, recently developed Baxtor robot has ability to detect and adapt human force so that it can move robot directly and direct work, and it is attracted attention as next generation robot that can cooperate with robot in the same work space have.
하지만, Baxtor 로봇은 이와 같은 안전성을 확보하기 위해 강도, 강성, 정밀도 및 작업속도를 희생하게 되어 그 성능은 기존의 산업용 로봇에 비해 떨어지는 문제가 있다.However, Baxtor robots sacrifice robustness, rigidity, precision and operation speed in order to secure such safety, and their performance is lower than that of conventional industrial robots.
따라서 외력을 감지할 수 있으면서도 접촉 및 충돌 시 안전하고, 또한 높은 강도, 강성, 정밀도 및 작업속도를 만족시키는 로봇 기술이 요구되고 있는 상황이다.Therefore, there is a demand for a robot technology that can sense an external force, is safe in contact and collision, and satisfies high strength, rigidity, precision, and operation speed.
이를 위해 로봇의 관절을 자유도가 높은 인간의 팔과 유사한 구조를 가지도록 구현하는 기술이 핵심적인 연구 과제로 대두되고 있으며, 실제로 그 성과가 반영된 연구 결과들도 발표되고 있다.To accomplish this, the technology to realize the robot 's joint structure similar to that of the human arm with high degree of freedom is emerging as a core research task, and research results reflecting the achievement are also being announced.
다만, 현재까지 연구된 로봇 관절 구조는 다자유도를 가지면서도 충분한 강도 및 강성을 가지도록 하기 위해 그 구조가 매우 복잡하다는 문제가 있으며, 구조를 단순화시킬 경우 그 성능이 저하될 수밖에 없는 문제가 있다.However, the robot joint structure studied so far has a problem that its structure is very complicated in order to have sufficient strength and rigidity while having many degrees of freedom, and there is a problem that performance is degraded when the structure is simplified.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.Therefore, a method for solving such problems is required.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 높은 강도와 강성을 가지는 동시에 다자유도를 가지면서도, 그 구조가 간단하고 경량화가 가능한 로봇관절 어셈블리를 포함하는 로봇 암을 제공하기 위함이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a robot arm including a robot joint assembly having high strength and rigidity and having multiple degrees of freedom, It is for this reason.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로봇관절 어셈블리를 포함하는 로봇 암은, 둘레의 적어도 일부가 원호로 형성된 제1곡면부를 가지는 고정부재, 둘레의 적어도 일부가 상기 제1곡면부와 접하는 원호로 형성된 제2곡면부를 가지며, 상기 제1곡면부를 따라 회전되는 회전부재, 상기 제1곡면부 및 상기 제2곡면부에 대한 중심점을 기준으로, 상기 고정부재 및 상기 회전부재의 편심된 일측에 구비된 적어도 한 쌍의 제1풀리, 상기 제1곡면부 및 상기 제2곡면부에 대한 중심점을 기준으로, 상기 고정부재 및 상기 회전부재의 편심된 타측에 구비된 적어도 한 쌍의 제2풀리, 상기 한 쌍의 제1풀리에 기 설정된 회수만큼 권취되며, 일측이 상기 고정부재의 후방으로 연장된 제1와이어부, 상기 한 쌍의 제2풀리에 기 설정된 회수만큼 권취되며, 일측이 상기 고정부재의 후방으로 연장된 제2와이어부 및 상기 고정부재의 후방에 구비되고, 상기 제1와이어부 및 상기 제2와이어부를 서로 반대 방향으로 선형 이동시켜 상기 회전부재를 회전시키는 제1액추에이터를 포함하는 구동부를 포함하는 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리를 포함한다.In order to achieve the above object, a robot arm including a robot arm assembly according to the present invention includes: a fixing member having a first curved surface portion formed at an at least a part of a circumference of an arc, at least a part of the circumference of the fixing member having a circular arc contacting the first curved surface portion; And a second curved surface portion provided on an eccentric side of the fixing member and the rotary member with respect to a center point of the first curved surface portion and the second curved surface portion, At least one pair of second pulleys provided on the other side of the fixing member and the eccentric portion of the rotating member, with respect to a center point of at least one pair of first pulleys, the first curved portion and the second curved portion, A first wire portion wound on the first pulley of the pair by a predetermined number of times and having one side extended to the rear of the fixing member, a pair of second pulleys wound a predetermined number of times, And a first actuator provided at a rear side of the fixing member and linearly moving the first wire portion and the second wire portion in opposite directions to rotate the rotary member, And a terminal-guided rotary robot joint assembly including a driving portion.
그리고 상기 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리는, 상기 구동부와 상기 고정부재의 제1풀리, 그리고 상기 구동부와 상기 고정부재의 제2풀리 사이에 구비되어 상기 제1와이어부 및 상기 제2와이어부의 연장 방향을 변경하는 보조풀리를 더 포함할 수 있다.The terminal-guided rotary robot joint assembly is provided between the driving unit and the first pulley of the fixing member, and between the driving unit and the second pulley of the fixing member so that the extension direction of the first wire unit and the second wire unit is And an auxiliary pulley for changing the driving force.
또한 상기 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리는, 상기 제1곡면부 및 상기 제2곡면부의 접점에서 교차하여, 상기 고정부재 및 상기 회전부재의 둘레를 동시에 감싸도록 구비되고, 상기 고정부재 및 상기 회전부재 간의 구름 운동을 유도하는 회전보조부재를 더 포함할 수 있다.Wherein the terminal-guided rotary robot joint assembly is provided so as to simultaneously surround the periphery of the stationary member and the rotary member at intersections of the contacts of the first curved portion and the second curved portion, And a rotation assist member for inducing rolling motion.
그리고 상기 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리는, 상기 고정부재 및 상기 회전부재에 구비되고, 상기 구동부로부터 상기 회전부재의 전방에 구비된 다른 로봇관절 어셈블리 측으로 연장되는 타 와이어부가 상기 고정부재 및 상기 회전부재의 상대 회전에 간섭되지 않도록 타 와이어부의 연장 방향을 변경하는 복수의 연결풀리를 더 포함할 수 있다.The terminal-guided rotary robot joint assembly is provided on the stationary member and the rotary member, and another wire extending from the drive unit to the other robot joint assembly provided in front of the rotary member, And may further include a plurality of connection pulleys for changing the extending direction of the other wire portion so as not to interfere with the relative rotation.
또한 상기 제1와이어부 및 상기 제2와이어부는 일체로 형성되어 하나의 순환와이어를 형성하며, 상기 구동부는, 상기 순환와이어가 권취되고, 상기 제1액추에이터에 의해 일 방향 또는 타 방향으로 회전됨에 따라 상기 순환와이어를 순환시키는 순환부재를 더 포함할 수 있다.The first wire portion and the second wire portion are integrally formed to form one circulating wire, and the driving portion rotates in one direction or the other direction by the first actuator, And a circulation member circulating the circulation wire.
그리고 상기 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리는 내측에 수용공간을 형성하도록 복수 개가 상기 수용공간을 감싸는 형태로 형성되고, 상기 수용공간에 구비되어 서로 점접촉되는 반구면의 움직임을 구현하는 다자유도 로봇관절 어셈블리를 더 포함할 수 있다.The terminal-guided rotary robot joint assembly includes a plurality of free-space robot joints, each of which is formed in a manner to enclose the accommodation space so as to form a housing space on the inside thereof, Assembly. ≪ / RTI >
또한 상기 다자유도 로봇관절 어셈블리는, 제1베벨기어, 상기 제1베벨기어와 이격되고, 상기 제1베벨기어의 회전축과 수평한 회전축을 가지는 제2베벨기어, 상기 제1베벨기어의 회전축과 수직한 회전축을 가지며, 상기 제1베벨기어의 일측 및 타측에 각각 치합되어 회전되는 한 쌍의 제3베벨기어, 상기 제2베벨기어의 회전축과 수직한 회전축을 가지며, 상기 제2베벨기어의 일측 및 타측에 각각 치합되어 회전되는 한 쌍의 제4베벨기어, 서로 대응되는 상기 제3베벨기어와 상기 제4베벨기어에 권취되되, 상기 제3베벨기어와 상기 제4베벨기어 사이에서 교차되는 한 쌍의 제3와이어부 및 상기 제1베벨기어에 권취되고, 일측이 상기 구동부 측으로 연장된 제4와이어부를 포함하며, 상기 구동부는, 상기 제4와이어부를 선형 이동시켜 상기 제1베벨기어를 회전시키는 제2액추에이터를 포함할 수 있다.The multi-degree of freedom robot joint assembly may further include a first bevel gear, a second bevel gear spaced from the first bevel gear and having a rotation axis horizontal to the rotation axis of the first bevel gear, A pair of third bevel gears each having a vertical rotation axis and meshed with one side and the other side of the first bevel gear and having a rotation axis perpendicular to the rotation axis of the second bevel gear, And a pair of fourth bevel gears coupled to the other of the first and second bevel gears so as to be rotated, respectively, the third bevel gear and the fourth bevel gear corresponding to each other, And a fourth wire portion wound on the third bead gear and the first bevel gear and having one side extended to the driving portion side, the driving portion linearly moving the fourth wire portion to rotate the first bevel gear, It may include a second actuator.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 로봇관절 어셈블리를 포함하는 로봇 암은 다음과 같은 효과가 있다.In order to solve the above problems, a robot arm including the robot joint assembly of the present invention has the following effects.
첫째, 높은 강도와 강성을 가지며, 정밀도가 뛰어나고 신속한 작업을 수행할 수 있는 장점이 있다.First, it has high strength and rigidity, has excellent precision and can perform quick work.
둘째, 강도 및 강성 대비 간단한 구조를 가지고 있어, 경량화가 가능하고 제작비용을 크게 절감할 수 있는 장점이 있다.Second, since the structure has a simple structure compared to the strength and rigidity, it is possible to reduce the weight and greatly reduce the manufacturing cost.
셋째, 다양한 회전 자유도를 구현할 수 있어 인간의 어깨, 손목 등의 움직임을 유사하게 구현할 수 있는 장점이 있다.Third, various degrees of freedom of rotation can be realized, so that the movement of human shoulders and wrists can be similarly implemented.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 발명을 구현하기 위한 기본적인 강도 및 강성 증폭 구조의 원리를 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇 암에 있어서, 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리를 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇 암에 있어서, 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리가 회전되는 모습을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇 암의 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리에 있어서, 회전부재의 회전에 따른 제1와이어부 및 제2와이어부의 길이 변화의 관계를 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암에 있어서, 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리를 나타낸 도면;
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암에 있어서, 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리가 90° 회전된 모습을 나타낸 도면;
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암에 있어서, 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리가 180° 회전된 모습을 나타낸 도면;
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암의 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리에 있어서, 보조풀리의 모습을 자세히 나타낸 도면;
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암의 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리에 있어서, 타 와이어부가 보조풀리 및 연결풀리에 연결된 모습을 자세히 나타낸 도면;
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 로봇 암에 있어서, 다자유도 로봇관절 어셈블리의 개념을 나타낸 도면;
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 로봇 암에 있어서, 다자유도 로봇관절 어셈블리를 구현한 모습을 나타낸 도면;
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 로봇 암에 있어서, 다자유도 로봇관절 어셈블리의 구동에 대응되는 반구면의 구름운동을 나타낸 도면; 및
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 로봇 암에 있어서, 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리와 다자유도 로봇관절 어셈블리를 조합한 모습을 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing the basic principles of strength and stiffness amplification structures for implementing the present invention;
2 is a view showing a terminal-guided rotary robot joint assembly of a robot arm according to a first embodiment of the present invention;
3 is a view showing a robot arm according to a first embodiment of the present invention in which a terminal-guided rotary robot joint assembly is rotated;
FIG. 4 is a view showing the relationship between the lengths of the first wire portion and the second wire portion according to the rotation of the rotary member in the terminal-guided rotary robot joint assembly of the robot arm according to the first embodiment of the present invention;
5 is a view showing a terminal-guided rotary robot joint assembly of a robot arm according to a second embodiment of the present invention;
6 is a view showing a robot arm according to a second embodiment of the present invention in which the terminal-guided rotary robot joint assembly is rotated by 90 °;
FIG. 7 is a view showing a robot arm according to a second embodiment of the present invention in which the terminal-guided rotary robot joint assembly is rotated by 180 °; FIG.
FIG. 8 is a detailed view of an auxiliary pulley in a terminal-guided rotary robot joint assembly of a robot arm according to a second embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 9 is a detailed view of a terminal-guided rotary robot joint assembly of a robot arm according to a second embodiment of the present invention, in which the other wires are connected to the auxiliary pulley and the connection pulley;
10 is a view showing the concept of a multi-degree-of-freedom robot joint assembly in a robot arm according to a third embodiment of the present invention;
FIG. 11 is a view showing a robot arm according to a third embodiment of the present invention, in which a multi-degree-of-freedom robot joint assembly is implemented; FIG.
12 is a view showing a rolling motion of a hemisphere corresponding to driving of a multi-degree-of-freedom robot joint assembly in a robot arm according to a third embodiment of the present invention; And
13 is a view showing a combination of a terminal-guided rotary robot joint assembly and a multi-degree-of-freedom robot joint assembly in a robot arm according to a third embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiment, the same designations and the same reference numerals are used for the same components, and further description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명을 구현하기 위한 기본적인 강도 및 강성 증폭 구조의 원리를 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing a principle of a basic strength and stiffness amplification structure for implementing the present invention. Fig.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명을 구현하기 위한 강도 및 강성을 증폭시키기 위한 구조는 액추에이터(10)와, 출력부(20)와, 상기 액추에이터(10) 및 상기 출력부(20)를 연결하는 와이어(30)를 포함한다.1, a structure for amplifying strength and rigidity for realizing the present invention includes an
특히 상기 출력부(20)는 고정된 상태의 고정풀리(22)와 액추에이터(10)의 구동에 의한 와이어(30)의 선형 이동에 따라 이동하는 이동풀리(24)를 포함하며, 상기 와이어(30)는 상기 고정풀리(22) 및 상기 이동풀리(24)에 복수 회 권취된다.Particularly, the
이와 같은 경우, 와이어(30)가 상기 고정풀리(22) 및 상기 이동풀리(24)를 오가는 횟수를 n이라 하면, 액추에이터의 장력 T와, 와이어(30)의 강성 K는, 출력부(20)에서 아래의 식과 같이 Tout과 Kout으로 증폭된다.The tensile force T of the actuator and the rigidity K of the
Tout=nTT out = nT
Kout=n²KK out = n²K
상기 식에 나타난 바와 같이, 장력은 n에 비례하여 증폭되며, 강성은 n의 제곱에 비례하여 증폭된다. 높은 강성은 정밀한 제어에 필수적인 요소이므로, 와이어(30)를 사용할 때 강성이 저하되는 것을 보완할 수 있는 중요한 특징이 되며, 또한 장력의 증폭은 최대 하중을 증가시키는 장점을 가진다.As shown in the above equation, the tension is amplified in proportion to n, and the stiffness is amplified in proportion to the square of n. Since high rigidity is an essential element for precise control, it is an important feature that compensates for the decrease in rigidity when the
본 발명의 경우, 이상과 같은 강도 및 강성 증폭 구조를 이용하여 로봇관절 어셈블리를 구현하게 되며, 이하에서는 이에 대해 설명하도록 한다.In the case of the present invention, the robotic joint assembly is implemented using the above-described strength and stiffness amplification structure, and the following description will be given.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇 암에 있어서, 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇 암에 있어서, 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)가 회전되는 모습을 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a view showing a terminal-guided rotary
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇 암은 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)를 포함한다. 그리고 상기 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)는, 고정부재(120)와, 회전부재(130)와, 제1풀리(140)와, 제2풀리(150)와, 제1와이어부(160a)와, 제2와이어부(160b)와, 구동부를 포함한다.As shown in FIGS. 2 and 3, the robot arm according to the first embodiment of the present invention includes a terminal-guided rotary
구체적으로 상기 고정부재(120)는, 둘레의 적어도 일부가 원호로 형성된 제1곡면부를 가지도록 형성되며, 상기 회전부재(130)는 둘레의 적어도 일부가 상기 제1곡면부와 접하는 원호로 형성된 제2곡면부를 가지며, 상기 제1곡면부를 따라 회전되는 구성요소이다.Specifically, the
본 실시예의 경우 상기 고정부재(120)와 상기 회전부재(130)는 전체적으로 원형으로 형성되나, 이와 달리 전체 둘레 중 일부만이 원호로 형성될 수 있음은 물론이다. 그리고 상기 회전부재(130)의 제2곡면부는, 상기 고정부재(120)의 제1곡면부에 접한 상태로 구름 이동될 수 있다.In the present embodiment, the
상기 제1풀리(140)는 적어도 한 쌍이 구비되며, 이들은 상기 제1곡면부 및 상기 제2곡면부에 대한 중심점을 기준으로, 상기 고정부재 및 상기 회전부재의 편심된 일측에 각각 구비된다. 그리고 상기 제2풀리(150) 역시 적어도 한 쌍이 구비되며, 이들은 상기 제1곡면부 및 상기 제2곡면부에 대한 중심점을 기준으로, 상기 고정부재 및 상기 회전부재의 편심된 타측에 구비된다.At least one pair of the
본 실시예의 경우 상기 제1풀리(140)는 도면을 기준으로 상기 고정부재(120) 및 이동부재(130)의 중심으로부터 상측에 위치되며, 제2풀리(150)는 도면을 기준으로 상기 고정부재(120) 및 이동부재(130)의 중심으로부터 하측에 위치되는 것으로 하였다.In the present embodiment, the
상기 제1와이어부(160a)는 상기 한 쌍의 제1풀리(140a, 140b)에 기 설정된 회수만큼 권취되며, 일측이 상기 고정부재(120)의 후방으로 연장된다. 그리고 상기 제2와이어부(160b)는 상기 한 쌍의 제2풀리(150a, 150b)에 기 설정된 회수만큼 권취되며, 일측이 상기 고정부재(120)의 후방으로 연장된다.The
또한 상기 구동부는 상기 고정부재(120)의 후방에 구비되고, 상기 제1와이어부(160a) 및 상기 제2와이어부(160b)를 서로 반대 방향으로 선형 이동시켜 상기 회전부재(130)를 회전시키는 제1액추에이터(미도시)를 포함한다.The driving unit is disposed behind the fixing
이때 후방이라 함은 회전부재(130)로부터 고정부재(120) 측으로의 진행 방향을 말하며, 전방은 고정부재(120)로부터 회전부재(130) 측으로의 진행 방향을 말하는 것으로 정의하도록 한다.Hereinafter, the term "rear" refers to a traveling direction from the
본 실시예에서 상기 제1와이어부(160a) 및 제2와이어부(160b)는 일체로 형성되어 하나의 순환와이어(160)를 형성하며, 이는 상기 구동부에 구비된 순환부재(110)에 권취되는 것으로 하였다. 상기 순환부재(110)는 상기 제1액추에이터에 의해 일 방향 또는 타 방향으로 회전됨에 따라 상기 순환와이어(110)를 순환시키는 구성요소이다.The
즉 본 실시예에서 순환와이어(160)는 상기 순환부재(110)에 권취된 상태로, 양측이 각각 한 쌍의 제1풀리(140a, 140b)와 제2풀리(150a, 150b)에 권취된 상태를 가진다.That is, in this embodiment, the circulating
그리고 도 3과 같이 상기 순환부재(110)가 일 방향으로 회전될 경우, 상기 제1와이어부(160a)의 길이가 짧아지며 회전부재(130)에 구비된 제1풀리(140b)가 고정부재(120)에 구비된 제1풀리(140a) 측으로 이동하게 된다. 반대로 상기 제2와이어부(160a)는 길이가 길어지며 회전부재(130)에 구비된 제2풀리(150b)가 고정부재(120)에 구비된 제2풀리(150a)로부터 멀어지는 측으로 이동하게 된다.3, when the
이에 따라 회전부재(130)는 상기 고정부재(120)의 둘레를 구름 운동하며 회전 이동하게 되고, 관절의 단자유도 회전 운동을 구현할 수 있게 된다.Accordingly, the
또한 상기 순환부재(110)가 타 방향으로 회전될 경우, 상기 회전부재(130)가 상기의 구동과 반대로 이동하게 될 것이다.Also, when the
이와 같은 본 발명의 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)는 종래에 비해 단순한 구조만으로 선형 모션을 회전 모션으로 바꿀 수 있으면서도, 충분한 강성 및 강도를 가질 수 있는 장점이 있다.The terminal-guided rotary-type robot
한편 본 실시예에서 상기 회전부재(130)와 고정부재(120)의 둘레에는, 상기 회전부재(130)와 고정부재(120)의 상대 회전 운동 시 정확한 경로를 따라 이동하도록 하기 위한 한 쌍의 회전보조부재(125a, 125b)가 구비될 수 있다. 이때 상기 회전부재(130) 및 상기 고정부재(120)의 상대 회전 방향은 서로 반대이므로, 상기 한 쌍의 회전보조부재(125a, 125b)는 상기 회전부재(130) 및 상기 고정부재(120)의 접점을 기준으로 교차된 상태를 가진다.In the present embodiment, a pair of rotations (not shown) are provided on the circumference of the
즉 제1 회전보조부재(125a)는 고정부재(120)의 상측을 감싸도록 연장되어 상기 회전부재(130) 및 상기 고정부재(120)의 접점에서 상기 회전부재(130)의 하측으로 연장되며, 제2회전보조부재(125b)는 고정부재(120)의 하측을 감싸도록 연장되어 상기 회전부재(130) 및 상기 고정부재(120)의 접점에서 상기 회전부재(130)의 상측으로 연장된다.That is, the first rotation assist
이때 상기 회전보조부재(125a, 125b)는 와이어 형태로 형성될 수 있으나, 벨트 등 보다 다양한 형태로 구현될 수 있다.At this time, the rotation assist
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇 암의 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)에 있어서, 회전부재(130)의 회전에 따른 제1와이어부 및 제2와이어부의 길이 변화의 관계를 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a graph showing the relationship between changes in the lengths of the first wire portion and the second wire portion due to the rotation of the
도 4를 기준으로 상기 회전부재(130) 및 상기 고정부재(120)의 지름을 d라고 하고, 서로 대응되는 제1풀리와 제2풀리 간의 거리를 W라 하고, 회전부재(130)가 θ만큼 회전된다고 할 때, 한 쌍의 제1풀리에 권취된 제1와이어부의 길이(L1)와 한 쌍의 제2풀리에 권취된 제2와이어부의 길이(L2)는 이하와 같은 관계식을 만족하게 된다.The distance between the first pulley and the second pulley corresponding to each other is W and the diameter of the rotating
상기 식에서 알 수 있는 바와 같이, 제1와이어부 및 제2와이어부는 서로 대칭적인 운동을 하므로, 하나의 액추에이터만을 사용하여 그 움직임을 제어할 수 있다.As can be seen from the above expression, since the first wire portion and the second wire portion move symmetrically with respect to each other, movement of the first wire portion and the second wire portion can be controlled using only one actuator.
따라서 전술한 본 실시예의 경우, 제1와이어부 및 제2와이어부는 하나의 순환와이어로 형성되고, 상기 순환와이어는 제1액추에이터에 의한 순환부재의 회전만으로 구동되는 것으로 구현하도록 한 것이다.Therefore, in the above-described embodiment, the first wire portion and the second wire portion are formed of one circulating wire, and the circulating wire is driven by only the rotation of the circulating member by the first actuator.
이하에서는, 본 발명을 보다 구체적으로 구현한 실시예에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments in which the present invention is more specifically described will be described.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암에 있어서, 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)를 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암에 있어서, 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)가 90° 회전된 모습을 나타낸 도면이다. 그리고 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암에 있어서, 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)가 180° 회전된 모습을 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a view showing a terminal-guided rotary robot
도 5 내지 도 7에 도시된 본 발명의 제2실시예의 경우, 전술한 제1실시예와 마찬가지로 고정부재(120)와, 회전부재(130)와, 제1풀리(140)와, 제2풀리(150)와, 제1와이어부(160a)와, 제2와이어부(160b)와, 구동부를 포함한다. 그리고 상기 고정부재(120)는 제1암(102)과 연결되며, 상기 회전부재(130)는 제2암(104)과 연결된다.In the case of the second embodiment of the present invention shown in FIGS. 5 to 7, as in the first embodiment described above, the fixing
다만, 전술한 제1실시예와 달리 상기 고정부재(120)와 회전부재(130)는 완전한 원형의 형상을 가지는 것이 아니며, 일부만이 원호로 형성되어 상기 고정부재(120)는 제1곡면부(122)를, 상기 회전부재(130)는 제2곡면부(132)를 가진다. 따라서 상기 회전부재(130)는 상기 제1곡면부(122) 및 상기 제2곡면부(132)의 길이만큼 회전 운동이 가능하게 되며, 이를 이용해 인간의 팔꿈치에 대응되는 관절 움직임을 구현할 수 있게 된다.However, unlike the first embodiment, the fixing
또한 본 실시예의 경우 상기 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)는, 상기 구동부와 상기 고정부재(120)의 제1풀리(140a), 그리고 상기 구동부와 상기 고정부재(120)의 제2풀리(150a) 사이에 구비되어 상기 제1와이어부(160a) 및 상기 제2와이어부(160b)의 연장 방향을 변경하는 보조풀리(170a)를 더 포함한다.In this embodiment, the terminal-guided rotary robot
상기 보조풀리(170a)가 구비되지 않는 경우, 도 6 및 도 7과 같이 회전부재(130)가 회전됨에 따라 상기 제1와이어부(160a) 및 상기 제2와이어부(160b)가 제1풀리(140a)와 제2풀리(150a)로부터 이탈될 가능성이 있다. 따라서 본 실시예의 경우 상기 제1와이어부(160a) 및 상기 제2와이어부(160b)가 상기 회전부재(130)의 회전에 영향받는 것을 방지하기 위해 상기 제1와이어부(160a) 및 상기 제2와이어부(160b)의 연장 방향을 변경할 수 있도록 보조풀리(170a)를 더 구비한 것이다.When the
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암의 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)에 있어서, 보조풀리(170a)의 모습을 자세히 나타낸 도면이다.8 is a detailed view showing the
도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 보조풀리(170a)는 회전축(171)을 기준으로 회전 가능하게 형성되며, 또한 복수 개의 와이어 수용홈(172)이 나란히 형성된다.8, in this embodiment, the
따라서 본 실시예의 경우 하나의 보조풀리(170a)만으로 상기 제1와이어부(160a) 및 상기 제2와이어부(160b)가 동시에 감기도록 할 수 있으며, 이에 따라 그 구조를 보다 단순화할 수 있다. 즉 본 실시예에서 상기 보조풀리(170a)는 하나의 와이어 수용홈(172)이 형성된 풀리가 복수 개가 구비되어 측 방향으로 나란히 연결된 형태라고 볼 수 있으며, 이들은 각자 개별 회전될 수도 있음은 물론이다.Therefore, in the present embodiment, the
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암의 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리에 있어서, 타 와이어부가 보조풀리(170a) 및 연결풀리(170b, 170c, 170d)에 연결된 모습을 자세히 나타낸 도면이다.9 is a detailed view showing a state where another wire is connected to the
도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 경우 상기 고정부재(120) 및 상기 회전부재(130)에 구비되고, 상기 구동부로부터 상기 회전부재(130)의 전방에 구비된 다른 로봇관절 어셈블리 측으로 연장되는 타 와이어부(165)가 상기 고정부재(120) 및 상기 회전부재(130)의 상대 회전에 간섭되지 않도록 타 와이어부(165)의 연장 방향을 변경하는 복수의 연결풀리(170b, 170c, 170d)를 더 포함한다.As shown in FIG. 9, in the present embodiment, it is provided to the fixing
본 실시예의 로봇 암은 복수 개의 관절을 포함할 수 있으며, 이와 같은 경우 구동부로부터 전방에 위치된 관절로 연장되는 타 와이어부는 후방에 위치된 관절을 경유하게 될 것이다. 따라서 본 실시예에서는 타 와이어부가 후방에 위치된 관절에 간섭되는 것을 방지하기 위한 연결풀리(170b, 170c, 170d)가 구비된다.The robot arm of the present embodiment may include a plurality of joints. In this case, the other wire portion extending from the drive portion to the joint positioned at the front will be passed through the joint located at the rear. Therefore, in this embodiment, the connecting
구체적으로 본 실시예의 경우 전술한 보조풀리(170a)가 제1연결풀리의 역할을 수행하며, 제2연결풀리(170b)는 상기 고정부재(120)의 제1곡면부에 대한 중심점에 구비된다. 그리고 제3연결풀리(170c)는 상기 회전부재(130)의 제2곡면부에 대한 중심점에 구비되며, 제4연결풀리(170d)는 상기 제3연결풀리(170c)의 전방에 구비된다.Specifically, in the present embodiment, the
이때 타 제1와이어부(165a)와 타 제2와이어부(165b)는 인접한 각 연결풀리(170a~170b) 사이에서 서로 교차되도록 연결되며, 이에 따라 해당 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)의 구동에 전혀 간섭받지 않고 구동력을 타 로봇관절 어셈블리에 전달할 수 있게 된다.At this time, the
이상으로 본 발명에 따른 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)에 대해 설명하였으며, 이하에서는 다방향 회전식 로봇관절 어셈블리에 대해 설명하도록 한다.The terminal-guided rotary robot
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 로봇 암에 있어서, 다자유도 로봇관절 어셈블리의 개념을 나타낸 도면이다.10 is a view showing a concept of a multi-degree-of-freedom robot joint assembly in a robot arm according to a third embodiment of the present invention.
전술한 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리의 경우, 하나의 자유도를 가지나, 이와 같은 구조만으로는 손목 또는 어깨 등과 같은 고자유도의 관절을 구현하기가 용이하지 않다. 물론 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리를 다수 개 연결하여 이를 구현할 수도 있으나, 이는 구조가 매우 복잡해지고 부피 및 중량이 증가되는 문제가 있다.The terminal-guided rotary robot joint assembly described above has one degree of freedom, but it is not easy to realize a joint having a high degree of freedom such as a wrist or a shoulder by such a structure. Although it is possible to connect a plurality of terminal-guided rotary robot joint assemblies to each other, the structure becomes complicated and the volume and weight increase.
따라서 본 발명의 경우, 도 10과 같은 개념의 다자유도 로봇관절 어셈블리를 제안하였다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다자유도 로봇관절 어셈블리는 예시한 제3암(106)과 제4암(108)이 서로 반구면(107, 109)을 가지도록 형성되어, 서로 접하도록 형성된다. 그리고 이와 같은 상태에서 상기 반구면(107, 109)의 둘레에는 서로 반대 측에 대칭되도록 구비되는 4개의 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)가 구비된다.Therefore, in the case of the present invention, a multi-degree-of-freedom robot joint assembly as shown in FIG. 10 is proposed. As shown in the figure, the multi-degree of freedom robot joint assembly according to the present invention is formed such that the illustrated
이에 따라 두 개의 반구면(107, 109)이 서로 구름운동을 하게 되고, 4개의 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)는 구조를 지지하는 동시에, 반대 측에 위치된 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)와 함께 하나의 자유도를 형성한다.Thus, the two
다만, 이와 같이 반구면(107, 109)에 의해 다자유도가 구현될 경우, 접촉점이 비틀림에 대한 하중을 견디기가 어렵다는 문제가 있다. 따라서 본 발명에서는 상기와 같은 반구면(107, 109)의 구름 운동을 다른 방법으로 재현하였으며, 이하에서는 이에 대해 설명하도록 한다.However, when the degree of freedom is realized by the
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 로봇 암에 있어서, 다자유도 로봇관절 어셈블리(200)를 구현한 모습을 나타낸 도면이며, 도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 로봇 암에 있어서, 다자유도 로봇관절 어셈블리의 구동에 대응되는 반구면의 구름운동을 나타낸 도면이다.FIG. 11 is a view showing a robot arm according to a third embodiment of the present invention, in which a multi-degree of freedom robot
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 다자유도 로봇관절 어셈블리(200)는 제1베벨기어(210)와, 제2베벨기어(220)와, 제3베벨기어(230)와, 제4베벨기어(240)와, 제3와이어부(250)와, 제4와이어부를 포함한다.11 and 12, the multi-degree of freedom robot
상기 제1베벨기어(210)와 상기 제2베벨기어(220)는 서로 반대 측의 암에 연결부(206, 208)에 의해 연결되며, 서로 이격된 상태를 가진다. 그리고 상기 제1베벨기어(210)의 회전축과 상기 제2베벨기어(220)의 회전축은 서로 수평하게 형성된다.The
또한 상기 제3베벨기어(230)는 한 쌍이 구비되고, 상기 제1베벨기어(210)의 회전축과 수직한 회전축을 가지며, 상기 제1베벨기어(210)의 일측 및 타측에 각각 치합되어 회전된다.The
그리고 상기 제4베벨기어(240) 역시 한 쌍이 구비되고, 상기 제2베벨기어(220)의 회전축과 수직한 회전축을 가지며, 상기 제2베벨기어(220)의 일측 및 타측에 각각 치합되어 회전된다.The
이와 같은 상태에서 상기 제3와이어부(250)는 서로 대응되는 상기 제3베벨기어(230)와 상기 제4베벨기어(240)에 권취되되, 상기 제3베벨기어(230)와 상기 제4베벨기어(240) 사이에서 교차되도록 형성된다.The
즉 기어 이가 보이는 시점을 기준을 하여 상기 제1베벨기어(210)가 일 방향(R1)으로 회전 시 상기 제3베벨기어(230a, 230b) 역시 일 방향(R3)으로 회전하며, 제3와이어부(250)에 의해 상기 제4베벨기어(240a, 240b)는 타 방향(-R4)으로 회전되고, 제2베벨기어(220)는 타 방향(-R2)으로 회전될 것이다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다. The
R1=-R2 R 1 = -R 2
R3=-R4 R 3 = -R 4
즉 제1베벨기어(210)의 일 방향 회전 시 제2베벨기어(220)는 타 방향으로 회전하고, 이에 연결된 연결부(208) 및 제4암은 상기 제2베벨기어(220)를 따라 비틀리게 되어 반구면(107, 109) 간의 구름 운동을 재현할 수 있게 된다.That is, when the
한편 본 실시예의 경우 상기 제1베벨기어(210)에 권취되고, 일측이 상기 구동부 측으로 연장된 제4와이어부가 더 구비될 수 있으며, 상기 구동부는 상기 제4와이어부를 선형 이동시켜 상기 제1베벨기어(210)를 회전시키는 제2액추에이터를 포함할 수 있다.Meanwhile, in the present embodiment, a fourth wire portion wound on the
또한 도시되지는 않았으나, 상기 다자유도 로봇관절 어셈블리(200)는, 한 쌍의 제3베벨기어(230) 및 제4베벨기어(240) 중, 일측의 상기 제3베벨기어(230) 및 상기 제4베벨기어(240)를 회전 가능하게 지지하는 제1프레임과, 타측의 상기 제3베벨기어(230) 및 상기 제4베벨기어(240)를 회전 가능하게 지지하는 제2프레임을 각각 포함할 수 있다.Also, although not shown, the multi-degree of freedom robot
상기 제1프레임 및 상기 제2프레임은 서로 반대 측에 위치되어 각각 하나의 제3베벨기어(230)와 제4베벨기어(240)를 안정적으로 지지하고, 구조의 강성을 보다 높이도록 할 수 있다.The first frame and the second frame are disposed on opposite sides to stably support one
그리고 이때 상기 제1프레임 및 상기 제2프레임 사이에는, 상기 제1프레임 및 상기 제2프레임의 이격된 사이를 지지하는 제3프레임이 더 포함될 수 있다. 이와 같이 제3프레임이 더 구비될 경우 보다 견고한 구조로 형성될 수 있음은 물론이다.And a third frame supporting a space between the first frame and the second frame, between the first frame and the second frame. As such, when the third frame is further provided, it can be formed in a more rigid structure.
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 로봇 암에 있어서, 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)와 다자유도 로봇관절 어셈블리(200)를 조합한 모습을 나타낸 도면이며, 다자유도를 가지는 로봇 암의 관절은 최종적으로 다음과 같이 구현될 수 있다.FIG. 13 is a view showing a combination of a terminal-guided rotary robot
도 13에 도시된 바와 같이, 상기 제3암(106)과 제4항(108) 사이에는 복수의 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)가 내측에 수용공간(S)을 형성하도록 구비되며, 이들은 서로 대칭되는 위치에 구비된다. 그리고 상기 수용공간(S)의 중심부에는, 반구면 대신 전술한 다자유도 로봇관절 어셈블리(200)가 구비된다.As shown in FIG. 13, a plurality of terminal-guided rotary robot
이에 따라 두개의 반구면의 구름 운동은 다자유도 로봇관절 어셈블리(200)에 의해 구현되며, 4개의 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)는 구조를 지지하는 동시에, 반대 측에 위치된 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)와 함께 하나의 자유도를 형성하므로 총 2개의 자유도를 가질 수 있다.Accordingly, the rolling motion of the two hemispherical surfaces is realized by the multi-degree of freedom robot
본 실시예의 경우 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)가 총 4개 구비되는 것으로 하였으나, 이와 달리 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리(100)는 보다 많은 수가 구비될 수도 있음은 물론이다.
In this embodiment, a total of four terminal-guided rotary robot
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments are to be considered as illustrative rather than restrictive, and the present invention is not limited to the above description, but may be modified within the scope of the appended claims and equivalents thereof.
100: 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리
110: 순환부재 120: 고정부재
122: 제1곡면부 130: 회전부재
132: 제2곡면부 140: 제1풀리
150: 제2풀리 160a: 제1와이어부
160b: 제2와이어부 170a: 보조풀리
200: 다자유도 로봇관절 어셈블리
210: 제1베벨기어 220: 제2베벨기어
230: 제3베벨기어 240: 제4베벨기어
250: 제3와이어부100: Terminal-guided rotary robot joint assembly
110: circulation member 120: fixing member
122: first curved surface portion 130: rotating member
132: second curved portion 140: first pulley
150:
160b:
200: Multi-degree-of-freedom robot joint assembly
210: first bevel gear 220: second bevel gear
230: third bevel gear 240: fourth bevel gear
250: third wire portion
Claims (7)
둘레의 적어도 일부가 상기 제1곡면부와 접하는 원호로 형성된 제2곡면부를 가지며, 상기 제1곡면부를 따라 회전되는 회전부재;
상기 제1곡면부의 원호 중심점과 상기 제2곡면부의 원호 중심점을 기준으로, 상기 고정부재의 편심된 일측 및 상기 회전부재의 편심된 일측에 각각 구비되어 적어도 한 쌍을 이루는 제1풀리;
상기 제1곡면부의 원호 중심점과 상기 제2곡면부의 원호 중심점을 기준으로, 상기 고정부재의 편심된 타측 및 상기 회전부재의 편심된 타측에 각각 구비되어 적어도 한 쌍을 이루는 제2풀리;
상기 한 쌍의 제1풀리에 기 설정된 회수만큼 권취되며, 일측이 상기 고정부재의 후방으로 연장된 제1와이어부;
상기 한 쌍의 제2풀리에 기 설정된 회수만큼 권취되며, 일측이 상기 고정부재의 후방으로 연장된 제2와이어부;
상기 고정부재의 후방에 구비되고, 상기 제1와이어부 및 상기 제2와이어부를 서로 반대 방향으로 선형 이동시켜 상기 회전부재를 회전시키는 제1액추에이터를 포함하는 구동부; 및
상기 제1곡면부 및 상기 제2곡면부의 접점에서 교차하여 상기 고정부재 및 상기 회전부재의 둘레를 감싸도록 구비되고, 상기 고정부재 및 상기 회전부재 간의 구름 운동을 유도하는 회전보조부재;
를 포함하는 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리를 포함하는 로봇 암.A fixing member having a first curved surface portion at least a part of which is formed as an arc;
A rotary member having a second curved surface portion formed by an arc that at least a portion of the circumference is in contact with the first curved surface portion, and is rotated along the first curved surface portion;
A first pulley provided on at least one pair of the eccentric side of the fixing member and the eccentric side of the rotary member with respect to the arc center point of the first curved surface portion and the arc center point of the second curved surface portion;
A second pulley provided on at least one pair of the other of the eccentric side of the fixing member and the eccentric side of the rotating member with respect to the center point of the circular arc of the first curved surface portion and the circular arc center of the second curved surface portion;
A first wire portion wound on the pair of first pulleys a predetermined number of times and having one side extended to the rear of the fixing member;
A second wire portion wound on the pair of second pulleys a predetermined number of times and having one side extended to the rear of the fixing member;
A driving unit disposed at a rear side of the fixing member and including a first actuator that linearly moves the first wire unit and the second wire unit in opposite directions to rotate the rotating member; And
A rotation assistance member provided to surround the periphery of the fixing member and the rotation member to cross the contact between the first curved surface portion and the second curved surface portion and to induce rolling motion between the fixing member and the rotation member;
And a terminal-guided rotary robot joint assembly including the terminal-guided rotary robot joint assembly.
상기 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리는,
상기 구동부와 상기 고정부재의 제1풀리, 그리고 상기 구동부와 상기 고정부재의 제2풀리 사이에 구비되어 상기 제1와이어부 및 상기 제2와이어부의 연장 방향을 변경하는 보조풀리를 더 포함하는 로봇 암.The method according to claim 1,
The terminal-guided rotary robot joint assembly includes:
Further comprising an auxiliary pulley which is provided between the driving unit and the first pulley of the fixing member and between the driving unit and the second pulley of the fixing member to change the extending direction of the first wire unit and the second wire unit, .
상기 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리는,
상기 고정부재 및 상기 회전부재에 구비되고, 상기 구동부로부터 상기 회전부재의 전방에 구비된 다른 로봇관절 어셈블리 측으로 연장되는 타 와이어부가 상기 고정부재 및 상기 회전부재의 상대 회전에 간섭되지 않도록 타 와이어부의 연장 방향을 변경하는 복수의 연결풀리를 더 포함하는 로봇 암.The method according to claim 1,
The terminal-guided rotary robot joint assembly includes:
And a second wire extending from the driving unit to another robot joint assembly provided in front of the rotary member so as not to interfere with the relative rotation of the fixing member and the rotary member, The robot arm further comprising a plurality of connection pulleys for changing the direction.
상기 제1와이어부 및 상기 제2와이어부는 일체로 형성되어 하나의 순환와이어를 형성하며,
상기 구동부는,
상기 순환와이어가 권취되고, 상기 제1액추에이터에 의해 일 방향 또는 타 방향으로 회전됨에 따라 상기 순환와이어를 순환시키는 순환부재를 더 포함하는 로봇 암.The method according to claim 1,
Wherein the first wire portion and the second wire portion are integrally formed to form one circulating wire,
The driving unit includes:
And a circulation member for circulating the circulating wire as the circulating wire is wound and rotated in one direction or the other direction by the first actuator.
상기 단자유도 회전식 로봇관절 어셈블리는 내측에 수용공간을 형성하도록 복수 개가 상기 수용공간을 감싸는 형태로 형성되고,
상기 수용공간에 구비되어 서로 점접촉되는 반구면의 움직임을 구현하는 다자유도 로봇관절 어셈블리를 더 포함하는 로봇 암.The method according to claim 1,
Wherein the terminal-guided rotary robot joint assembly is formed in such a manner that a plurality of the terminal-guided rotary robot joint assemblies surround the accommodation space to form a housing space inside,
Further comprising a multi-degree-of-freedom robot joint assembly provided in the accommodating space to realize hemispherical movement in point contact with each other.
상기 다자유도 로봇관절 어셈블리는,
제1베벨기어;
상기 제1베벨기어와 이격되고, 상기 제1베벨기어의 회전축과 수평한 회전축을 가지는 제2베벨기어;
상기 제1베벨기어의 회전축과 수직한 회전축을 가지며, 상기 제1베벨기어의 일측 및 타측에 각각 치합되어 회전되는 한 쌍의 제3베벨기어;
상기 제2베벨기어의 회전축과 수직한 회전축을 가지며, 상기 제2베벨기어의 일측 및 타측에 각각 치합되어 회전되는 한 쌍의 제4베벨기어;
서로 대응되는 상기 제3베벨기어와 상기 제4베벨기어에 권취되되, 상기 제3베벨기어와 상기 제4베벨기어 사이에서 교차되는 한 쌍의 제3와이어부; 및
상기 제1베벨기어에 권취되고, 일측이 상기 구동부 측으로 연장된 제4와이어부;
를 포함하며,
상기 구동부는,
상기 제4와이어부를 선형 이동시켜 상기 제1베벨기어를 회전시키는 제2액추에이터를 포함하는 로봇 암.The method according to claim 6,
The multi-degree of freedom robot joint assembly includes:
A first bevel gear;
A second bevel gear spaced from the first bevel gear and having a rotation axis horizontal to the rotation axis of the first bevel gear;
A pair of third bevel gears each having a rotation axis perpendicular to the rotation axis of the first bevel gear and engaged with one side and the other side of the first bevel gear, respectively;
A pair of fourth bevel gears each having a rotation axis perpendicular to a rotation axis of the second bevel gear and engaged with one side and the other side of the second bevel gear and rotated;
A pair of third wire portions wound around the third bevel gear and the fourth bevel gear corresponding to each other and crossing between the third bevel gear and the fourth bevel gear; And
A fourth wire portion wound around the first bevel gear and having one side extended toward the driving portion;
/ RTI >
The driving unit includes:
And a second actuator that linearly moves the fourth wire portion to rotate the first bevel gear.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108356805A (en) * | 2018-04-24 | 2018-08-03 | 安徽理工大学 | A kind of energy saving single driving three-freedom mechanical arm |
KR20200098941A (en) * | 2019-02-13 | 2020-08-21 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | Multi-Degree of Freedom Robot Finger Assembly |
KR20200098940A (en) * | 2019-02-13 | 2020-08-21 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | Robot Finger Assembly Having Coupling Wire |
WO2023214652A1 (en) * | 2022-05-04 | 2023-11-09 | 네이버랩스 주식회사 | Robot joint device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130112981A (en) * | 2012-04-02 | 2013-10-15 | 삼성전자주식회사 | Driving device usable with robot arm and robot arm |
KR101427330B1 (en) * | 2011-11-23 | 2014-08-06 | 주식회사 리브스메드 | Differential component |
JP5590355B2 (en) * | 2010-03-24 | 2014-09-17 | 株式会社安川電機 | Robot hand and robot device |
KR20140132837A (en) * | 2013-05-07 | 2014-11-19 | 삼성전자주식회사 | Link driving apparatus using wire |
-
2014
- 2014-12-30 KR KR1020140193565A patent/KR101637255B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5590355B2 (en) * | 2010-03-24 | 2014-09-17 | 株式会社安川電機 | Robot hand and robot device |
KR101427330B1 (en) * | 2011-11-23 | 2014-08-06 | 주식회사 리브스메드 | Differential component |
KR20130112981A (en) * | 2012-04-02 | 2013-10-15 | 삼성전자주식회사 | Driving device usable with robot arm and robot arm |
KR20140132837A (en) * | 2013-05-07 | 2014-11-19 | 삼성전자주식회사 | Link driving apparatus using wire |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108356805A (en) * | 2018-04-24 | 2018-08-03 | 安徽理工大学 | A kind of energy saving single driving three-freedom mechanical arm |
KR20200098941A (en) * | 2019-02-13 | 2020-08-21 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | Multi-Degree of Freedom Robot Finger Assembly |
KR20200098940A (en) * | 2019-02-13 | 2020-08-21 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | Robot Finger Assembly Having Coupling Wire |
KR102167701B1 (en) | 2019-02-13 | 2020-10-19 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | Multi-Degree of Freedom Robot Finger Assembly |
KR102167373B1 (en) | 2019-02-13 | 2020-10-19 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | Robot Finger Assembly Having Coupling Wire |
WO2023214652A1 (en) * | 2022-05-04 | 2023-11-09 | 네이버랩스 주식회사 | Robot joint device |
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