KR102168226B1 - Elastomer Gear Unit And Elastic Actuator Having The Same - Google Patents

Elastomer Gear Unit And Elastic Actuator Having The Same Download PDF

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KR102168226B1
KR102168226B1 KR1020190111617A KR20190111617A KR102168226B1 KR 102168226 B1 KR102168226 B1 KR 102168226B1 KR 1020190111617 A KR1020190111617 A KR 1020190111617A KR 20190111617 A KR20190111617 A KR 20190111617A KR 102168226 B1 KR102168226 B1 KR 102168226B1
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Abstract

본 발명은 금속 재질로 구성되되 원호 형태의 슬릿이 복수 개가 형성되어 자체적인 회전 토크에 대한 비틀림 탄성을 구비하는 탄성 기어 태의 내부기어와 모터에 연결되는 링형태의 외부기어에 삽입하여, 모터 구동시의 소음과 진동 등이 감소되며, 비금속 탄성 재질의 부재를 삽입한 경우보다 내구성이 향상되고 금속으로만 구성된 기어보다 높은 탄성을 확보할 수 있고, 단일 기어 형태로 구성이 가능하여 관절구동기의 구조를 단순화할 수 있는 탄성기어유닛 및 이를 구비하는 관절구동기에 관한 것이다.The present invention is made of a metal material, but is inserted into an inner gear of an elastic gear having torsional elasticity for its own rotation torque and a ring-shaped external gear connected to the motor by forming a plurality of arc-shaped slits. Noise and vibration are reduced, the durability is improved compared to the case of inserting a non-metallic elastic member, and higher elasticity than a metal-only gear can be secured, and the structure of the joint actuator can be constructed as a single gear. It relates to an elastic gear unit that can be simplified and a joint actuator having the same.

Description

탄성기어유닛 및 이를 구비하는 관절구동기{Elastomer Gear Unit And Elastic Actuator Having The Same} Elastomer Gear Unit And Elastic Actuator Having The Same}

본 발명은 탄성기어유닛 및 이를 구비하는 관절구동기에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 금속 재질로 구성되되 원호 형태의 슬릿이 복수 개가 형성되어 자체적인 회전 토크에 대한 비틀림 탄성을 구비하는 탄성 기어 태의 내부기어와 모터에 연결되는 링형태의 외부기어에 삽입하여, 모터 구동시의 소음과 진동 등이 감소되며, 비금속 탄성 재질의 부재를 삽입한 경우보다 내구성이 향상되고 금속으로만 구성된 기어보다 높은 탄성을 확보할 수 있고, 단일 기어 형태로 구성이 가능하여 관절구동기의 구조를 단순화할 수 있는 탄성기어유닛 및 이를 구비하는 관절구동기에 관한 것이다.The present invention relates to an elastic gear unit and a joint actuator having the same. In more detail, the present invention is made of a metal material, but is inserted into a ring-shaped outer gear connected to the motor and the inner gear of the elastic gear having torsional elasticity for its own rotation torque by forming a plurality of arc-shaped slits. , Noise and vibration when driving the motor are reduced, durability is improved compared to the case of inserting a member made of non-metallic elastic material, and higher elasticity can be secured than a gear made of metal only, and it can be configured in a single gear shape. It relates to an elastic gear unit capable of simplifying the structure of the actuator and a joint actuator having the same.

최근 일상 생활이 불가능한 신체능력을 가진 장애인, 환자 또는 노약자를 위한 착용형 로봇 또는 체력이나 신체능력을 강화하기 위한 산업용 또는 군사용 착용형 로봇의 개발이 진행되고 있다.Recently, the development of wearable robots for the disabled, patients, or the elderly who have physical abilities that are impossible to daily life, or industrial or military wearable robots to reinforce physical strength or physical abilities are in progress.

장애인, 환자 또는 노약자를 위한 착용형 로봇의 경우에는 신체 능력, 요구되는 보조력의 크기 또는 역할에 따라 완전마비 장애인용 착용형 로봇과 노약자 또는 부분마비 환자 또는 장애인용 착용형 로봇으로 분류될 수 있다.In the case of wearable robots for the handicapped, patients, or the elderly, it can be classified into wearable robots for completely paralyzed persons with disabilities and wearable robots for the elderly or partially paralyzed patients or handicapped according to their physical ability and required assistive power .

전자의 경우, 사용자에게 신체 능력이 없으므로, 사용자의 하지의 움직임에 대한 동작 의도 등은 로봇의 제어변수로 큰 의의가 없으므로, 착용형 로봇은 충분한 힘으로 사용자의 하지의 움직임을 대신하여 정확하게 보행 동작을 수행하면 될 수 있다.In the former case, since the user has no physical ability, the motion intention for the movement of the user's lower limbs is not of great significance as a control variable of the robot, so the wearable robot can walk accurately instead of the user's lower limb movement with sufficient force. You can do it.

따라서, 전자의 착용형 로봇의 경우에는 요구되는 구동력의 크기가 크고 그에 따라 구동장치, 배터리 및 골격구조가 큰 경우가 많다.Therefore, in the case of the former wearable robot, the required driving force is large and accordingly, the driving device, the battery, and the skeleton structure are large in many cases.

그러나, 후자의 착용형 로봇의 경우에는 사용자의 신체능력이 부족하여 이를 보조하기 위한 로봇이므로, 착용형 로봇의 크기와 무게가 최소화되고 사용자의 동작 의도에 따라 정확한 보조력을 제공하는 것이 관건이 될 수 있다.However, in the case of the latter wearable robot, the size and weight of the wearable robot are minimized, and the key is to provide accurate assistance according to the user's motion intention. I can.

후자의 착용형 로봇의 경우, 로봇 착용자의 움직임이 어느 정도 가능한 경우 로봇의 무게 또는 관절 구동장치의 기계적 저항이 큰 경우에 착용자는 상당한 갑갑함과 불편함을 느낄 수 있으므로 착용자의 움직임을 어느 정도 허용하는 구조의 착용형 로봇이 요구된다. 더 나아가 최근에는 사용자의 움직임 또는 의도와 다른 로봇의 보조력 제공의 경우, 사용자의 불편함 또는 부상을 유발할 수 있고, 사용자의 움직임을 허용하면서도 사용자의 동작의도를 파악하여 정확하게 보조력을 제공하려는 연구가 진행되고 있다.In the case of the latter wearable robot, if the robot wearer's movement is possible to a certain extent, if the weight of the robot or the mechanical resistance of the joint drive device is large, the wearer may feel quite cramped and uncomfortable. A structured wearable robot is required. Furthermore, in recent years, in the case of providing assistance from a robot that is different from the user's movement or intention, it may cause discomfort or injury to the user, and while allowing the user's movement, it is intended to accurately provide assistance by grasping the user's motion intention. Research is ongoing.

또한, 관절구동기는 하체의 부분 마비 환자 또는 노약자를 위한 착용형 로봇에 적용되는 경우, 일상 생활에 사용이 가능하도록 착용형 로봇의 작동시간을 늘리면서도 로봇의 무게 또는 부피를 최소화하는 기술이 함께 요구된다.In addition, when the joint actuator is applied to a wearable robot for patients with partial paralysis of the lower body or for the elderly, it requires a technology to minimize the weight or volume of the robot while increasing the operating time of the wearable robot so that it can be used in daily life. do.

이를 위하여 각각의 관절의 보조력을 제공하기 위한 관절 구동기의 무게와 부피를 최소화하기 위하여 착용형 로봇의 주요 구성인 구동장치의 구조가 단순화되고 경량화 및 소형화가 전제되어야 한다.To this end, in order to minimize the weight and volume of the joint actuator for providing the assisting force of each joint, the structure of the driving device, which is the main component of the wearable robot, should be simplified, and lightweight and compact should be premised.

그리고, 금속 재질로 구성되는 관절 구동장치가 구동되는 경우, 소음과 진동이 클 수 있고, 관절 구동장치의 소음과 진동을 최소화하는 것이 착용형 로봇의 보급과 사용에에 도움이 될 것으로 예상된다.In addition, when a joint driving device made of a metal material is driven, noise and vibration may be large, and minimizing the noise and vibration of the joint driving device is expected to be helpful in the spread and use of the wearable robot.

특히, 이러한 착용형 로봇은 성인 환자 또는 장애인 이외에도 근력이 약한 소아 환자 또는 장애인 등에게도 적용이 되므로, 기계적 저항을 줄이고, 구조를 단순화하여 무게를 줄이며, 소음과 진동을 최소화하여 로봇에 대한 거부감을 최소화할 수 있고, 로봇 착용자의 동작의도를 파악할 수 있는 구동장치에 대한 요구가 더욱 크다.In particular, since these wearable robots are applicable not only to adult patients or persons with disabilities, but also to pediatric patients or disabled persons with weak muscle strength, mechanical resistance is reduced, the structure is simplified to reduce weight, and noise and vibration are minimized to minimize rejection to the robot. There is a greater demand for a driving device capable of grasping the robot wearer's motion intention.

본 발명은 금속 재질로 구성되되 원호 형태의 슬릿이 복수 개가 형성되어 자체적인 회전 토크에 대한 비틀림 탄성을 구비하는 탄성 기어 태의 내부기어와 모터에 연결되는 링형태의 외부기어에 삽입하여, 모터 구동시의 소음과 진동 등이 감소되며, 비금속 탄성 재질의 부재를 삽입한 경우보다 내구성이 향상되고 금속으로만 구성된 기어보다 높은 탄성을 확보할 수 있고, 단일 기어 형태로 구성이 가능하여 관절구동기의 구조를 단순화할 수 있는 탄성기어유닛 및 이를 구비하는 관절구동기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention is made of a metal material, but is inserted into an inner gear of an elastic gear having torsional elasticity for its own rotation torque and a ring-shaped external gear connected to the motor by forming a plurality of arc-shaped slits. Noise and vibration are reduced, the durability is improved compared to the case of inserting a non-metallic elastic member, and higher elasticity than a metal-only gear can be secured, and the structure of the joint actuator can be constructed as a single gear. It is an object to be solved to provide an elastic gear unit that can be simplified and a joint actuator having the same.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 금속 재질로 구성되며, 중심부에 축공이 형성되고 상기 축공 둘레에 적어도 하나의 탄성 변형을 위한 원호 형태의 슬릿이 형성된 내부기어, 상기 내부기어 외죽을 감싸는 비금속 재질의 탄성부재, 상기 탄성부재 외측을 감싸며 외주면에 복수개의 기어이가 형성된 외부기어를 포함하고, 상기 외부기어 또는 상기 내부기어는 상기 탄성부재를 매개로 상기 내부기어 또는 상기 외부기어로 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 탄성기어유닛을 제공할 수 있다. In order to solve the above problems, the present invention is composed of a metal material, a shaft hole is formed in the center of the shaft hole, the inner gear in which at least one slit in the form of an arc for elastic deformation is formed around the shaft hole, a non-metal material surrounding the outer shell of the inner gear Of the elastic member, the outer gear surrounding the outside of the elastic member and having a plurality of gear teeth formed on an outer circumferential surface thereof, wherein the outer gear or the inner gear transmits a driving force to the inner gear or the outer gear through the elastic member. It is possible to provide an elastic gear unit characterized by.

이 경우, 상기 외부기어가 회전 구동되면, 상기 내부기어는 상기 탄성부재에 의해 전달된 구동력에 의하여 상기 내부기어의 슬릿의 형상이 변경되도록 탄성 변형된 후, 탄성 변형이 제거되는 방향으로 회전 구동될 수 있다.In this case, when the outer gear is rotationally driven, the inner gear is elastically deformed to change the shape of the slit of the inner gear by the driving force transmitted by the elastic member, and then rotated in the direction in which the elastic deformation is removed. I can.

또한, 내부기어의 축공에 장학된 회전축이 회전 구동되면, 상기 내부기어는 상기 내부기어의 슬릿의 형상이 변경되도록 탄성 변형된 후 탄성 변형이 제거되는 방향으로 회전 구동되고, 상기 내부기어는 상기 탄성부재를 매개로 상기 외부기어로 구동력을 전달할 수 있다. In addition, when the rotational shaft mounted in the shaft hole of the internal gear is rotationally driven, the internal gear is elastically deformed to change the shape of the slit of the internal gear and then rotationally driven in the direction in which the elastic deformation is removed, and the internal gear is elastically deformed. The driving force may be transmitted to the external gear through a member.

여기서, 상기 내부기어에 형성된 슬릿은 각각 일단과 타단에서의 곡률이 점진적으로 변경되는 형상일 수 있으며, 또한 상기 축공을 중심으로 대칭된 위치에 구비될 수 있다. Here, the slit formed in the inner gear may have a shape in which curvatures at one end and the other end are gradually changed, respectively, and may be provided at a position symmetrical around the shaft hole.

그리고, 상기 내부기어의 외주면과 상기 탄성부재의 내주면의 일측에 적어도 하나의 걸림돌기가 형성되고 타측에 상기 걸림돌기가 안착되는 걸림홈이 형성되어 양방향으로 구동력이 전달될 수 있다. Further, at least one locking protrusion is formed on one side of the outer circumferential surface of the inner gear and the inner circumferential surface of the elastic member, and a locking groove in which the locking protrusion is seated is formed on the other side, so that the driving force can be transmitted in both directions.

또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 착용형 로봇에 구비되는 관절구동기에 있어서, 모터, 상기 모터의 회전축에 장착된 모터기어, 상기 모터기어에 직접 또는 간접적으로 기어 연결된 상기 탄성기어유닛, 상기 탄성기어유닛의 회전축에 장착된 구동기어, 상기 모터기어에 직접 또는 간접적으로 기어 연결된 관절기어, 상기 관절기어에 연결되어 상기 관절기어에 의하여 제공된 구동력에 의하여 회전 구동되거나, 로봇 착용자의 관절의 움직임에 대응하여 회전 구동되는 출력부재 및 상기 모터 및 상기 상기 관절기어에 구비되어 상기 모터 및 상기 관절기어의 회전방향, 회전각 또는 회전속도를 감지하기 위한 엔코더를 포함할 수 있다. In addition, in order to solve the above problems, the present invention is a joint actuator provided in a wearable robot, a motor, a motor gear mounted on a rotating shaft of the motor, the elastic gear unit directly or indirectly connected to the motor gear, A drive gear mounted on the rotation shaft of the elastic gear unit, a joint gear directly or indirectly geared to the motor gear, a joint gear connected to the joint gear and rotationally driven by the driving force provided by the joint gear, or the movement of the robot wearer's joint It may include an output member that is rotationally driven corresponding to and an encoder provided on the motor and the joint gear to detect a rotation direction, a rotation angle, or a rotation speed of the motor and the joint gear.

그리고, 상기 관절구동기는 로봇 착용자의 고관절 또는 슬관절에 장착되고, 상기 관절구동기를 구성하는 출력부재는 각각 대퇴부재 또는 하퇴부재에 체결될 수 있다. In addition, the joint actuator is mounted on a hip joint or a knee joint of a robot wearer, and an output member constituting the joint actuator may be fastened to a thigh member or a lower leg member, respectively.

여기서, 상기 관절구동기의 모터가 구동되면, 상기 모터의 구동력은 상기 탄성기어유닛과 상기 관절기어를 통해 상기 출력부재에 전달되고, 착용자의 보행 시 각각의 관절구동기의 출력부재는 각각의 대퇴부재 또는 하퇴부재를 회전 구동하여 착용자의 보행을 보조할 수 있다.Here, when the motor of the joint actuator is driven, the driving force of the motor is transmitted to the output member through the elastic gear unit and the joint gear, and when the wearer walks, the output member of each joint actuator is each femoral member or It is possible to assist the wearer's walking by rotating the lower leg member.

또한, 상기 관절구동기를 구성하는 모터가 정지된 상태에서 해당 관절구동기를 구성하는 출력부재가 회전하여 상기 관절기어에 구비된 엔코더에 의하여 상기 관절기어의 회전이 감지되는 경우 상기 모터는 상기 관절기어의 회전 방향으로 상기 모터가 구동될 수 있다. In addition, when the motor constituting the joint actuator is stopped and the output member constituting the joint actuator rotates and the rotation of the joint gear is detected by an encoder provided in the joint gear, the motor The motor may be driven in the direction of rotation.

본 발명에 따른 탄성기어유닛 및 이를 구비하는 관절구동기에 의하면, 금속 재질의 탄성 기어 형태의 내부기어와 외부 기어 사이에 추가적으로 비금속 재질의 탄성부재가 구비되어 소음 및 진동 저감 효과를 극대화할 수 있다.According to the elastic gear unit and the joint actuator having the same according to the present invention, an elastic member made of a non-metal material is additionally provided between the inner gear in the form of an elastic gear made of metal and the external gear, thereby maximizing the effect of reducing noise and vibration.

또한, 본 발명에 따른 탄성기어유닛 및 이를 구비하는 관절구동기에 의하면, 관절구동기에 비금속 탄성 재질의 부재를 삽입한 경우보다 내구성이 향상되고 금속으로만 구성된 기어보다 높은 탄성을 확보할 수 있다.In addition, according to the elastic gear unit and the joint actuator having the same according to the present invention, durability is improved than when a member made of a non-metallic elastic material is inserted into the joint actuator, and higher elasticity than a gear made of metal can be secured.

또한, 본 발명에 따른 탄성기어유닛 및 이를 구비하는 관절구동기에 의하면, 기어에 탄성을 부여하기 위하여 부피가 큰 기어조립체 또는 기어어셈블리가 아닌 외부로 돌출부분이 존재히지 않는 원판형 단일 스퍼 기어 형태로 구성이 가능하다.In addition, according to the elastic gear unit and the joint actuator having the same according to the present invention, in order to impart elasticity to the gear, it is not a bulky gear assembly or a gear assembly, but in the form of a disk-shaped single spur gear that does not have a protruding part to the outside. Configuration is possible.

또한, 본 발명에 따른 탄성기어유닛 및 이를 구비하는 관절구동기에 의하면, 근력이 약한 소아 환자 또는 장애인 등에게 적용되는 착용형 로봇에 적용하여, 기계적 저항을 줄이고, 구조를 단순화하여 무게를 줄이며, 소음과 진동을 최소화하여 로봇에 대한 거부감을 최소화할 수 있다.In addition, according to the elastic gear unit and the joint actuator having the same according to the present invention, it is applied to a wearable robot applied to a pediatric patient or a disabled person with weak muscle strength, reducing mechanical resistance, simplifying the structure to reduce weight, and noise By minimizing over-vibration, it is possible to minimize rejection to the robot.

도 1은 본 발명의 탄성기어유닛을 이용한 관절구동기가 적용될 수 있는 착용형 로봇의 측면 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 착용형 로봇의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 관절구동기의 예를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 탄성기어유닛의 사시도를 도시한다
도 5는 본 발명에 따른 탄성기어유닛의 분해도를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 탄성기어유닛의 커버의 반지름 방향 단면도를 도시한다.
도 7 내지 도 9는 구동모터가 구동되는 경우 구동력이 탄성기어유닛을 통해 전달되는 과정에서 탄성기어유닛 내부의 변형과정의 예시를 도시한다.
도 10 및 도 11은 구동모터가 정지된 상태에서 로봇 착용자의 움직임에 의하여 출력부재가 회전되는 경우 탄성기어유닛 내부의 변형과정과 구동모터에 의한 구동력 보조 과정의 예시를 도시한다.
1 is a side perspective view of a wearable robot to which a joint actuator using an elastic gear unit of the present invention can be applied.
2 is a front view of the wearable robot shown in FIG. 1.
3 shows an example of a joint actuator according to the present invention.
Figure 4 shows a perspective view of the elastic gear unit according to the present invention
5 shows an exploded view of the elastic gear unit according to the present invention.
6 is a radial cross-sectional view of the cover of the elastic gear unit according to the present invention.
7 to 9 show examples of a deformation process inside the elastic gear unit in a process in which the driving force is transmitted through the elastic gear unit when the driving motor is driven.
10 and 11 show examples of a process of deforming the inside of the elastic gear unit and a process of assisting driving force by the drive motor when the output member is rotated by the movement of the robot wearer while the drive motor is stopped.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed contents may be thorough and complete, and the spirit of the invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Throughout the specification, the same reference numbers indicate the same elements.

도 1은 본 발명의 탄성기어유닛(10)을 이용한 관절구동기가 적용될 수 있는 착용형 로봇(1000)의 측면 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 착용형 로봇(1000)의 정면도이다.1 is a side perspective view of a wearable robot 1000 to which a joint actuator using an elastic gear unit 10 of the present invention can be applied, and FIG. 2 is a front view of the wearable robot 1000 shown in FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 명세서에서 상기 착용형 로봇(1000)은 장애인, 노약자 또는 환자(이하, '착용자'라 함)의 하체에 착용하여, 보행 동작을 보조하는 로봇일 수 있다. 여기서 보행 동작을 보조한다는 의미는 하체의 운동 기능이 일부 존재하는 착용자의 독립적인 보행을 가능하도록 고관절과 슬관절에 부족한 근력 등을 보전하기 위한 구동력을 제공한다는 의미이다.Referring to FIGS. 1 and 2, in the present specification, the wearable robot 1000 may be a robot that assists walking motion by being worn on the lower body of a disabled person, an elderly person, or a patient (hereinafter, referred to as “wearer”). Here, the meaning of assisting the gait motion means providing a driving force for preserving insufficient muscle strength in the hip and knee joints to enable independent walking of the wearer with some of the lower body's motor functions.

상기 착용형 로봇(1000)은 착용자의 허리 부위에 배치되는 본체(500)와, 상기 본체(500)에서 아래로 연장되어 착용자의 각각의 다리를 지지하는 한 쌍의 다리 유닛(600l, 600r)을 포함할 수 있다. The wearable robot 1000 includes a body 500 disposed at the waist of the wearer, and a pair of leg units 600l and 600r extending downward from the body 500 to support each leg of the wearer. Can include.

여기서, 상기 다리 유닛(600l, 600r)은 고관절과 슬관절에 각각 구비되어 대퇴와 하퇴에 보조 토크를 제공하여 착용자의 독립 보행을 보조할 수 있다.Here, the leg units 600l and 600r are provided at the hip joint and the knee joint, respectively, and provide auxiliary torque to the thigh and lower leg to assist the wearer's independent walking.

따라서, 각각의 다리 유닛(600l, 600r)의 고관절과 슬관절 대응영역에는 구동 토크 제공을 위한 구동장치가 구비될 수 있다. 각각의 구동장치는 탄성부재(3) 등을 매개로 구동력을 출력하는 관절구동기(100)로 구성될 수 있다. Accordingly, a driving device for providing a driving torque may be provided in a region corresponding to a hip joint and a knee joint of each of the leg units 600l and 600r. Each driving device may be composed of a joint actuator 100 that outputs a driving force through an elastic member 3 or the like.

각각의 다리유닛은 관절구동기(100a, 100b)와, 각각 관절구동기(100a, 100b)에 연결되어 착용자의 대퇴와 하퇴를 지지 또는 보조하는 대퇴부재 및 하퇴부재(410, 430) 그리고 하퇴부재(430)과 연결되며 착용자의 발을 지지하는 족지지부(300)를 구비할 수 있다.Each leg unit is connected to the joint actuators (100a, 100b), and the joint actuators (100a, 100b), respectively, to support or assist the wearer's thigh and lower thigh member and lower leg member (410, 430) and lower leg member 430 ) And may be provided with a foot support portion 300 for supporting the wearer's foot.

상기 관절구동기(100a, 100b)를 착용자의 고관절과 슬관절 관절부위에 각각 설치할 수 있으며, 골반과 대퇴가 만나는 부위에 제1 관절구동기(100a)가 설치되고, 대퇴와 하퇴 경계의 무릎 부위에 제2 관절구동기(100b)가 설치될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 착용형 로봇은 착용자의 고관절과 슬관절에만 관절구동기가 구비되는 예가 도시되었으나, 필요에 따라 발목관절에도 별도의 구동장치를 구비할 수 있다.The joint actuators (100a, 100b) may be installed at the hip and knee joints of the wearer, respectively, the first joint actuator (100a) is installed at the site where the pelvis and the thigh meet, and the second joint actuator (100a) is installed at the knee area at the boundary between the thigh and lower leg. Joint actuator (100b) may be installed. In the wearable robot shown in FIGS. 1 and 2, an example in which a joint actuator is provided only in the hip and knee joints of the wearer is illustrated, but a separate driving device may be provided for the ankle joint as needed.

그리고, 각각의 대퇴부재 및 하퇴부재(410, 430)에는 착용자의 대퇴와 하퇴를 대퇴부재 및 하퇴부재(410, 430)에 고정하기 위한 밴드 등의 형태의 착용부(420)를 구비할 수 있으며, 각각의 관절구동기에서 제공되는 구동력은 결국 착용부(420)를 통해 착용자의 대퇴 또는 하퇴에 전달되어 독립 보행을 보조하게 될 수 있다.And, each of the femoral member and the lower leg member (410, 430) may be provided with a wearing portion 420 in the form of a band for fixing the wearer's thigh and lower leg to the femoral member and the lower leg member (410, 430), , The driving force provided by each joint actuator may eventually be transmitted to the wearer's thigh or lower leg through the wearing part 420 to assist independent walking.

관절구동기가 정확한 보조력 생성을 위해 상황에 따른 사용자의 근력의 측정이 필요하고, 일반적으로 사용자의 근력 등을 정밀하게 측정하기 위하여, 착용형 로봇에 사용되는 센서는 고가이고, 부피가 크며, 센서의 신호가 노이즈에 매우 민감하기 때문에 착용형 로봇 등의 모바일 환경에서 실용적으로 사용하기에 어려운 문제가 있다. 따라서, 본 발명은 탄성기어유닛을 적용하여 사용자의 동작의도를 판단하여, 탄성 기어 등의 변형량을 제거하는 방향으로 모터를 구동하여, 사용자가 느끼는 기계적 저항을 최소화하면서도 동작의도를 판단하여 그에 따른 보조 구동력을 제공할 수 있다.In order for the joint actuator to generate an accurate assisting force, it is necessary to measure the user's muscle strength according to the situation, and in general, in order to accurately measure the user's muscle strength, etc., sensors used in wearable robots are expensive, bulky, and sensors. Since the signal is very sensitive to noise, it is difficult to use it practically in a mobile environment such as a wearable robot. Accordingly, the present invention determines the user's motion intention by applying the elastic gear unit, and drives the motor in a direction to remove the amount of deformation of the elastic gear, etc., thereby minimizing the mechanical resistance felt by the user, and determining the motion intention. It can provide auxiliary driving force according to.

이하에서는 상기 착용형 로봇(1000)에 사용되는 본 발명에 따른 관절구동기(100)와 상기 관절구동기(100)에 적용이 가능한 본 발명에 따른 착용형 로봇에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다. 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서 고관절 및 슬관절에 설치되는 관절구동기는 각각 구동 시점 또는 구동력의 크기는 다를 수 있으나 그 구조의 공통점이 있으므로 이하에서 설명되는 관절구동기는 고관절 또는 슬관절 영역에 각각 장착될 수 있는 구동장치로 이해되어야 한다.Hereinafter, the joint actuator 100 according to the present invention used in the wearable robot 1000 and the wearable robot according to the present invention applicable to the joint actuator 100 will be described in detail. In the embodiment shown in Figs. 1 and 2, the joint actuators installed in the hip joint and the knee joint may have different driving times or the magnitude of the driving force, respectively, but the joint actuators described below are respectively located in the hip joint or the knee joint region. It should be understood as a drive that can be mounted.

도 3은 본 발명에 따른 관절구동기(100)의 예를 도시한다. 도 3에 도시된 관절구동기(100)는 도시의 편의를 위하여 외부 하우징이 제거된 상태로 도시한다.3 shows an example of a joint actuator 100 according to the present invention. The joint actuator 100 shown in FIG. 3 is shown with the outer housing removed for convenience of illustration.

도 3에 도시된 관절구동기의 예는 하부에서부터 출력부재(30), 제 2 엔코더(45), 상기 출력부재(30)에 고정되어 상기 출력부재(30)를 회전 구동시키거나, 상기 출력부재(30)의 회전시 함께 회전되는 관절기어(40), 상기 관절기어(40)에 연결된 구동기어(13), 상기 구동기어(13)과 동일 회전축(11)으로 축결합된 탄성기어유닛(10), 상기 탄성기어유닛(10)과 연결되며 모터축(21)과 축결합된 모터기어(23) 및 상기 모터축(21)을 구동하는 구동모터(20)를 포함하여 구성될 수 있다. An example of the joint actuator shown in FIG. 3 is fixed to the output member 30, the second encoder 45, and the output member 30 from the bottom to rotate the output member 30, or the output member ( The joint gear 40 that rotates together when 30) is rotated, the driving gear 13 connected to the joint gear 40, and the elastic gear unit 10 axially coupled to the driving gear 13 by the same rotation shaft 11 , It may be configured to include a motor gear 23 connected to the elastic gear unit 10 and axially coupled to the motor shaft 21 and a drive motor 20 for driving the motor shaft 21.

착용형 로봇의 제어부(미도시)에 의하여 상기 구동모터(20)가 구동되면 상기 구동모터(20)에서 발생되는 토크를 순차적으로 모터 회전축(21), 모터기어(23), 탄성기어유닛(10), 구동기어(13) 및 관절기어(40) 등을 통해 출력부재(30)로 전달하여 대퇴 또는 하퇴의 움직임을 보조할 수 있다. 상기 출력부재(30)는 도 1 및 도 2에 도시된 착용형 로봇의 대퇴부재 및 하퇴부재(410, 430)와 체결될 수 있으며, 더 나아가 일체로 구성될 수도 있다.When the drive motor 20 is driven by the control unit (not shown) of the wearable robot, the torque generated by the drive motor 20 is sequentially converted to the motor rotation shaft 21, the motor gear 23, and the elastic gear unit 10. ), the drive gear 13, the joint gear 40, and the like, to the output member 30 to assist the movement of the thigh or lower leg. The output member 30 may be fastened to the femoral and lower thigh members 410 and 430 of the wearable robot shown in FIGS. 1 and 2, and further may be integrally configured.

한편, 착용자가 전술한 착용형 로봇(1000)을 착용하고 능동적인 움직임을 수행하는 경우 그 움직임은 관절기어(40)와 연결된 상기 출력부재(30)를 통해 탄성기어유닛(10)으로 전달될 수 있다. Meanwhile, when the wearer wears the above-described wearable robot 1000 and performs active movement, the movement may be transmitted to the elastic gear unit 10 through the output member 30 connected to the joint gear 40. have.

보행 보조를 위한 착용형 로봇 중 완전 마비 환자용 로봇의 경우에는 하체가 완전 마비 상태인 착용자의 동작이 불가능하므로 착용자의 동작 의도 등을 판단할 필요성이 낮다. 하체의 기능이 어느 정도 남아있는 환자를 위한 착용형 로봇으로 사용자의 움직임 또는 의도와 다른 로봇의 보조력이 제공되는 경우, 사용자의 불편함 또는 부상을 유발할 수 있으므로, 사용자의 움직임을 허용하면서도 사용자의 동작의도를 파악하여 정확하게 보조력을 제공할 필요가 있으므로, 사용자의 동작의도를 정확하게 판단하기 위하여 관절구동기(100)에 본 발명의 탄성기어유닛(10)이 적용될 수 있다.Among the wearable robots for walking assistance, a robot for a completely paralyzed patient cannot move a wearer whose lower body is completely paralyzed, so there is a low need to determine the motion intention of the wearer. As a wearable robot for patients with some remaining lower body functions, if the user's movement or intent is provided with the assistance of a different robot, it may cause discomfort or injury to the user. Since it is necessary to accurately provide assistive power by grasping the motion intention, the elastic gear unit 10 of the present invention may be applied to the joint actuator 100 to accurately determine the motion intention of the user.

먼저, 구동모터(20)가 정지된 상태에서, 착용자의 움직임에 따라 상기 출력부재(30)가 회전될 수 있고, 출력부재(30)에 장착된 관절기어(40)는 탄성기어유닛(10)의 중심부를 회전시킬 수 있다. First, in a state in which the driving motor 20 is stopped, the output member 30 may be rotated according to the movement of the wearer, and the joint gear 40 mounted on the output member 30 is an elastic gear unit 10 The center of the can be rotated.

이 경우, 관절구동기의 제어부는 구동모터(20)가 구동되지 않는 상태에서는 상기 탄성기어유닛(10) 내부의 후술하는 내부기어(2, 도 4 참조) 및 탄성부재(3)는 비틀림 변형이 발생되고, 그 변형량이 관절기어(40)에 구비된 제2 엔코더(45)에 의하여 감지되면, 그 방향으로 동작 의도가 있는 것으로 판단하여 비틀림 변형 방향으로 내부기어(2) 및 탄성부재(3)의 비틀림 변형이 제거되도록 관절에 대한 동작 의도를 결정하여 변형 방향으로 보조력이 제공되도록 하여 착용자가 관절 구동기에서 제공되는 기계적 저항이 최소화된 상태로 움직임이 가능할 수 있다.In this case, when the driving motor 20 is not driven, the control unit of the joint actuator causes torsional deformation of the internal gear 2 (see FIG. 4) and the elastic member 3 to be described later inside the elastic gear unit 10. When the amount of deformation is detected by the second encoder 45 provided in the joint gear 40, it is determined that there is an intention to operate in that direction, and the internal gear 2 and the elastic member 3 are The motion intention for the joint is determined so that the torsional deformation is eliminated, and the assisting force is provided in the deformation direction, so that the wearer can move in a state in which the mechanical resistance provided by the joint actuator is minimized.

즉, 착용형 로봇(1000)의 착용자가 스스로의 동작 의도에 따라 어느 정도 움직이고자 하는 경우에 상기 구동모터(20)가 구동되지 않아도, 미리 결정된 허용범위 내에서 상기 출력부재(30)가 먼저 회전되는 경우, 상기 출력부재(30)의 회전은 상기 탄성기어유닛(10)을 변형시킬 수 있으며, 상기 출력부재(30)의 회전은 관절기어(40) 측에 장착될 수 있는 제 2 엔코더(45)를 통해 그 회전각 또는 회전방향이 감지되며, 사용자의 동작 의도를 판단하기 위한 자료로 활용될 수 있다.That is, when the wearer of the wearable robot 1000 wants to move to some extent according to his or her own operation intention, even if the driving motor 20 is not driven, the output member 30 first rotates within a predetermined allowable range. In this case, the rotation of the output member 30 may deform the elastic gear unit 10, and the rotation of the output member 30 may be a second encoder 45 that may be mounted on the joint gear 40 side. ), the rotation angle or direction of rotation is detected, and can be used as data to determine the user's intention to operate.

따라서, 착용형 로봇(1000)의 본체부 등에 구비되는 제어부(미도시)는 수집된 자료에 근거하여 구동모터(20)의 구동 여부와 무관하게 상기 출력부재(30)의 회전각 또는 회전방향의 변화량이 감지되면, 해당 변화 방향으로의 사용자의 동작 의도가 있다고 판단할 수 있다.Therefore, the control unit (not shown) provided in the body of the wearable robot 1000 is based on the collected data, regardless of whether the driving motor 20 is driven or not, the rotation angle or the rotation direction of the output member 30 When the amount of change is detected, it may be determined that there is an intention of the user to operate in the corresponding change direction.

구동모터 및 감속 기어(미도시) 등을 사용하여 관절 등을 구동하는 로봇에 있어서, 모터의 구동과 무관하게 착용자의 움직임이 발생하는 경우, 착용자는 상당한 크기의 기계적 저항을 느끼거나 기계적 저항으로 인하여 움직임이 불가능할 수 있으나 상기 탄성기어유닛(10)를 출력부재(30)와 구동모터(20) 사이에 장착하는 방법으로 그 자체로서 사용자의 움직임에 대한 기계적 저항을 줄이는 효과도 있다.In a robot that drives a joint, etc. using a drive motor and a reduction gear (not shown), if the wearer's movement occurs regardless of the drive of the motor, the wearer feels a considerable amount of mechanical resistance or Although it may not be possible to move, the elastic gear unit 10 is mounted between the output member 30 and the driving motor 20, thereby reducing mechanical resistance against the user's movement.

결국, 상기 탄성기어유닛(10)을 장착하면, 사용자의 움직임에 대한 기계적 저항을 줄임과 동시에 출력부재(30) 및 구동모터(20) 측에 각각 구비될 수 있는 엔코더를 통해 회전각도, 회전방향 또는 회전속도 등의 정보를 수집하여 사용자의 동작의도를 분석하기 위한 제어신호의 수집이 가능하며, 이는 저저항-보행을 가능하게 한다.After all, when the elastic gear unit 10 is mounted, the mechanical resistance to the user's movement is reduced, and the rotation angle and direction of rotation through encoders that may be respectively provided on the output member 30 and the driving motor 20 side. Alternatively, it is possible to collect information such as rotational speed and collect control signals to analyze the user's motion intention, which enables low resistance-walking.

구체적으로, 각각의 엔코더 등에서 수집된 회전각도, 회전방향 또는 회전속도 등의 정보를 활용하여, 상기 탄성기어유닛(10)의 변형량이 제거되는 방향으로 상기 구동모터(20)의 회전각도, 회전방향 또는 회전속도가 제어되면, 사용자의 동작 의도 또는 움직임에 따라 상기 구동모터(20)의 구동력이 제공되는 효과를 얻을 수 있으며, 이와 같은 효과는 저저항 동작을 가능하게 한다.Specifically, the rotation angle and rotation direction of the drive motor 20 in a direction in which the amount of deformation of the elastic gear unit 10 is removed by using information such as rotation angle, rotation direction, or rotation speed collected by each encoder, etc. Alternatively, when the rotational speed is controlled, the driving force of the driving motor 20 may be provided according to the user's intention or movement, and such an effect enables a low resistance operation.

상기 저저항 보행 모드에서 착용자는 마치 착용형 로봇의 무게 또는 기계적 마찰이 없거나 크게 줄어든 상태에서 동작 의도에 따라 추가적인 보조력을 제공받으며 움직임이 가능해진다.In the low-resistance walking mode, the wearer is able to move while being provided with additional assisting force according to the motion intention in a state where the weight or mechanical friction of the wearable robot is substantially reduced or not.

즉, 스스로의 동작이 어느 정도 가능한 착용자의 경우에는 이러한 저저항 보행 모드에서 로봇을 착용하지 않은 것과 같은 느낌으로 움직임이 가능해질 수 있다.That is, in the case of a wearer capable of performing his or her own motion to some extent, it may be possible to move in the low-resistance walking mode with the feeling that the robot is not worn.

또한, 본 발명의 탄성기어유닛(10)이 적용되는 경우에도 후술하는 바와 같이 탄성기어유닛(10)의 축방향 비틀림의 범위는 제한된 범위에서 허용되므로 구동모터(20)이 보행 싸이클에 따라 각각의 관절에 요구되는 보조력을 제공할 수 있다.In addition, even when the elastic gear unit 10 of the present invention is applied, the range of the axial torsion of the elastic gear unit 10 is allowed within a limited range, as described later, so that the driving motor 20 is each It can provide the required assistance to the joints.

도 4은 본 발명에 따른 탄성기어유닛(10)의 사시도를 도시하며, 도 5은 탄성기어유닛(10)의 분해도를 도시하며, 도 6은 상단 커버(110) 및 하단 커버(150)를 제외한 탄성기어유닛(10)의 정면도를 도시한다.Figure 4 shows a perspective view of the elastic gear unit 10 according to the present invention, Figure 5 shows an exploded view of the elastic gear unit 10, Figure 6 is except for the upper cover 110 and the lower cover 150 The front view of the elastic gear unit 10 is shown.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 탄성기어유닛(10)은 링 형태의 외부기어(4)를 포함하고, 내측 방향으로 탄성부재(3) 및 내부기어(2) 등이 구비될 수 있다.As shown in FIGS. 4 to 6, the elastic gear unit 10 includes an outer gear 4 in a ring shape, and may include an elastic member 3 and an inner gear 2 in the inner direction. .

상기 탄성부재(3)는 링 형태로 구성될 수 있으며, 내주면에는 내부기어(2)가 장착되고, 그 외주면에는 링 형태의 외부기어(4)가 장착될 수 있다.The elastic member 3 may be configured in a ring shape, and an inner gear 2 may be mounted on an inner circumferential surface thereof, and an outer gear 4 in a ring shape may be mounted on an outer circumferential surface thereof.

구체적으로, 본 발명은 금속 재질로 구성되며, 중심부에 축공(2h)이 형성되고 상기 축공(2h) 둘레에 적어도 하나의 탄성 변형을 위한 원호 형태의 슬릿이 형성된 내부기어(2); 상기 내부기어(2) 외측을 감싸는 비금속 재질의 탄성부재(3); 상기 탄성부재(3) 외측을 감싸며 외주면에 복수 개의 기어이가 형성된 외부기어(4)를 포함하고, 상기 외부기어(4) 또는 상기 내부기어(2)는 상기 탄성부재(3)를 매개로 상기 내부기어(2) 또는 상기 외부기어(4)로 구동력을 전달하는 탄성기어유닛(10)을 제공할 수 있다.Specifically, the present invention is composed of a metal material, a shaft hole (2h) is formed in the center of the shaft hole (2h) at least one inner gear formed with an arc-shaped slit for elastic deformation (2); An elastic member 3 made of a non-metal material surrounding the outer side of the inner gear 2; The elastic member (3) includes an outer gear (4) that surrounds the outside and has a plurality of gear teeth formed on the outer circumferential surface, the outer gear (4) or the inner gear (2) is the inner through the elastic member (3) It is possible to provide an elastic gear unit 10 that transmits a driving force to the gear 2 or the external gear 4.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 탄성기어유닛(10)은 일면과 타면에 제1 커버(1) 및 제2 커버(5)를 구비하여, 내부의 내부기어(2) 및 탄성부재(3) 이중 탄성기어의 이탈을 방지하고 내부기어(2), 탄성부재(3) 및 외부기어(4)의 구동시 발생될 수 있는 소음을 줄이며, 외부 이물질과 끼임 또는 간섭을 방지할 수 있다.And, as shown in Figure 5, the elastic gear unit 10 according to the present invention has a first cover (1) and a second cover (5) on one side and the other side, the internal gear (2) and The elastic member (3) prevents the separation of the double elastic gears, reduces noise that may be generated when driving the inner gear (2), the elastic member (3) and the outer gear (4), and prevents pinching or interference with external foreign substances. I can.

따라서, 상기 내부기어(2), 상기 탄성부재(3) 및 상기 외부기어(4)는 순차적 조립이 가능하도록 각각 링 형상으로 구성되되 조립상태에서는 도 4에 도시된 바와 같이 일반적인 원판 형태의 스퍼 기어의 형상으로 구성될 수 있다.Therefore, the inner gear 2, the elastic member 3, and the outer gear 4 are each configured in a ring shape to enable sequential assembly, but in the assembled state, a general disk-shaped spur gear as shown in FIG. It can be configured in the shape of.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 내부기어(2)는 중심부에 도 1에 도시된 회전축(11)이 장착되는 축공(2h)이 구비되고, 상기 회전축(11)에 장착된 구동기어(13)는 모터의 구동력을 회전축을 통해 관절기어(40)로 전달하거나 로봇 착용자의 움직임에 의하여 출력부재(30)의 회전시 회전 토크를 탄성기어유닛(10)으로 전달하여 탄성기어유닛(10)의 내부 비틀림을 발생하게 하거나 그에 따라 탄성기어유닛(10)을 회전되도록 할 수 있다.5 and 6, the inner gear 2 has a shaft hole 2h in which the rotation shaft 11 shown in FIG. 1 is mounted at the center thereof, and a driving gear mounted on the rotation shaft 11 (13) transmits the driving force of the motor to the joint gear 40 through the rotation shaft or transmits the rotation torque to the elastic gear unit 10 when the output member 30 rotates by the movement of the robot wearer to the elastic gear unit 10 ), or the elastic gear unit 10 may be rotated accordingly.

상기 축공은 상기 회전축(11)의 슬립을 방지하기 위하여 다각형, 예를 들면 도 4에 도시된 같이, 육각형 형상으로 구성될 수 있다The shaft hole may be formed in a polygonal shape, for example, a hexagonal shape, as shown in FIG. 4 in order to prevent slip of the rotation shaft 11.

도 5 및 6에 도시된 바와 같이 상기 내부기어(2)는 금속 등의 재질로 구성될 수 있고 외력 또는 토크 인가시 탄성 발생을 위하여 원주방향으로 복수 개의 슬릿(2s)이 구비된 구조를 가질 수 있다. 5 and 6, the internal gear 2 may be made of a material such as metal, and may have a structure in which a plurality of slits 2s are provided in the circumferential direction to generate elasticity when an external force or torque is applied. have.

상기 내부기어(2)는 회전 토크가 제공시 비틀림 탄성을 갖기 위하여 복수 개의 슬릿이 구비될 수 있다. 상기 슬릿은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 원호 형상으로 구성되되, 각각 일단과 타단에서의 곡률이 점진적으로 변경되는 형상으로 구성될 수 있으며, 이와 같은 슬릿(2s)은 복수 개가 구비될 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 슬릿(2s)은 상기 축공(2h)을 중심으로 대칭된 위치에 구비되어 토크 인가시 내부기어(2) 전체적으로 균일한 비틀림이 발생되도록 할 수 있다.The internal gear 2 may be provided with a plurality of slits to have torsional elasticity when a rotation torque is provided. As shown in FIGS. 5 and 6, the slit is configured in an arc shape, and may be configured in a shape in which the curvature at one end and the other end is gradually changed, and a plurality of such slits 2s are provided. As shown in FIG. 6, the slit 2s may be provided at a symmetrical position around the shaft hole 2h so that uniform twisting of the internal gear 2 as a whole may occur when torque is applied.

그리고, 전술한 바와 같이 상기 내부기어(2)의 외주면과 상기 탄성부재(3)의 내주면의 일측에 적어도 하나의 걸림돌기가 형성되고 타측에 상기 걸림돌기가 안착되는 걸림홈이 형성될 수 있고, 상기 탄성부재(3)의 외주면과 상기 외부기어(4)의 내주면의 일측에 적어도 하나의 걸림돌기가 형성되고 타측에 상기 걸림돌기가 안착되는 걸림홈이 형성되어 양방향으로 구동력이 전달될 수 있다.And, as described above, at least one locking protrusion may be formed on one side of the outer circumferential surface of the inner gear 2 and the inner circumferential surface of the elastic member 3, and a locking groove in which the locking protrusion is seated may be formed on the other side, and the elasticity At least one locking protrusion is formed on one side of the outer circumferential surface of the member 3 and the inner circumferential surface of the outer gear 4 and a locking groove in which the locking protrusion is seated is formed on the other side, so that the driving force can be transmitted in both directions.

도 5 및 6에 도시된 바와 같이, 상기 내부기어(2)의 외주면과 상기 외부기어(4)의 내주면에 걸림돌기(2p, 4p)가 형성되고, 상기 탄성부재(3)의 내주면과 외주면에 내부기어(2)의 외주면과 상기 외부기어(4)의 내주면에 걸림돌기(2p, 4p)가 각각 안착되는 걸림홈(3g)가 형성될 수 있다.5 and 6, locking protrusions 2p and 4p are formed on the outer circumferential surface of the inner gear 2 and the inner circumferential surface of the outer gear 4, and on the inner and outer circumferential surfaces of the elastic member 3 A locking groove 3g in which the locking projections 2p and 4p are respectively seated may be formed on the outer circumferential surface of the inner gear 2 and the inner circumferential surface of the outer gear 4.

걸림돌기를 금속재질의 내부기어(2)와 외부기어(4)에 형성하지 않고, 비금속 재질, 고무 또는 우레탄 등의 수지재질로 구성된 탄성부재(3)에 형성하면 돌출된 걸림돌기의 내구성이 문제될 수 있으므로 걸림돌기는 내부기어(2)와 외부기어(4)의 외주면과 내주면에 각각 형성할 수 있다.If the locking protrusion is not formed on the inner gear 2 and the external gear 4 made of metal, but is formed on the elastic member 3 made of a resin material such as non-metallic material, rubber or urethane, the durability of the protruding protrusion may be a problem. Therefore, the locking protrusion may be formed on the outer and inner circumferential surfaces of the inner gear 2 and the outer gear 4, respectively.

그러나, 탄성부재(3)의 재질과 외부에서 인가되는 토크의 크기 등에 따라 걸림돌기와 걸림홈의 위치는 변경될 수 있다. 상기 탄성부재(3)는 고무 또는 우레탄 이외에도 충분한 탄성과 내구성을 갖는 소재라면 다양한 소재가 적용될 수 있다. However, the positions of the locking protrusion and the locking groove may be changed depending on the material of the elastic member 3 and the amount of torque applied from the outside. In addition to rubber or urethane, the elastic member 3 may be formed of various materials as long as it has sufficient elasticity and durability.

전술한 바와 같이, 상기 내부기어(2)는 슬릿이 형성되어 비틀림 탄성을 가지므로, 외력에 대하여 탄성 부재처럼 작용할 수 있으나, 금속 재질의 내부기어(2)만 사용되는 경우보다 수지 재질의 탄성부재(3)를 부가하면, 탄성 변형 범위가 증대될 수 있고, 부드러운 작동감과 소음 저감 효과도 얻을 수 있다. As described above, since the inner gear 2 has a slit formed to have torsional elasticity, it can act like an elastic member against an external force, but an elastic member made of resin material than when only the inner gear 2 made of metal is used. If (3) is added, the elastic deformation range can be increased, and smooth operation feeling and noise reduction effect can also be obtained.

특히, 근력이 부족한 소아용 착용형 로봇의 경우, 동작의도 파악이 가능한 구조로 관절구동기가 설계되더라도 탄성을 제공하는 구성이 금속으로만 구성되는 경우 이를 변형시키기 위한 최소한의 근력이 부족한 경우 또는 충분한 탄성 변형 범위를 제공하지 못하는 경우 무용지물이 될 수 있고, 작은 힘에도 회전이 허용되는 금속 재질의 탄성기어를 설계하면 쉽게 파손되어 충분한 내구성을 확보하기 어려운 문제도 존재함을 확인하였다.In particular, in the case of children's wearable robots with insufficient muscle strength, even if the joint actuator is designed with a structure that allows the understanding of the motion intention, when the configuration providing elasticity is made of only metal, when the minimum muscle strength to deform it is insufficient or sufficient elasticity It has been confirmed that if the deformation range is not provided, it may be useless, and if an elastic gear made of a metal material that is allowed to rotate even with a small force is designed, it is easily damaged and it is difficult to secure sufficient durability.

또한, 관절구동기가 금속 재질로만 구성되는 경우 상당한 소음과 진동이 발생되어 착용형 로봇의 거부감을 증대시키는 요인이 된다. In addition, when the joint actuator is made of only metal, considerable noise and vibration are generated, which increases the feeling of rejection of the wearable robot.

즉, 상기 탄성부재(3)를 내부기어와 외부기어 사이애 개재시켜, 착용자의 일반적인 움직임에 대하여 충분한 탄성 변형 범위를 제공함과 동시에 소음과 진동을 줄이며 관절구동기의 내구성도 제공할 수 있다는 장점이 있다.That is, by interposing the elastic member 3 between the inner gear and the outer gear, there is an advantage of providing a sufficient elastic deformation range for the general movement of the wearer, reducing noise and vibration, and providing durability of the joint actuator. .

도 7 내지 도 9는 구동모터가 구동되는 경우 구동력이 탄성기어유닛(10)을 통해 전달되는 과정에서 탄성기어유닛(10) 내부의 변형과정의 예시를 도시한다.7 to 9 show examples of a deformation process inside the elastic gear unit 10 in a process in which the driving force is transmitted through the elastic gear unit 10 when the driving motor is driven.

외력이 가해지지 않고 탄성기어유닛(10)의 변형이 없는 상태는 도 6의 상태임을 가정한다.The state in which no external force is applied and the elastic gear unit 10 is not deformed is assumed to be the state of FIG. 6.

먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 구동모터가 구동되어 상기 외부기어(4)에 토크(T)가 인가되어 외부기어(4)가 먼저 반시계 방향으로 미리 결정된 각도(θ) 회전되면, 외부기어(4) 내부에 장착된 탄성부재(3)가 탄성 변형된다.First, as shown in FIG. 7, when the driving motor is driven and torque T is applied to the external gear 4 so that the external gear 4 is first rotated counterclockwise by a predetermined angle θ, the external The elastic member 3 mounted inside the gear 4 is elastically deformed.

따라서, 변형된 탄성부재(3)는 도 8에 도시된 바와 같이, 복원 탄성을 통해 내부기어(2)의 걸림돌기(2p)를 추진하여 내부기어(2) 외측 영역을 회전시키고, 이로 인해 내부기어(2)의 슬롯(2s)의 형상을 변형시키게 된다.Therefore, the deformed elastic member 3 rotates the outer region of the inner gear 2 by pushing the locking protrusion 2p of the inner gear 2 through restoration elasticity, as shown in FIG. The shape of the slot 2s of the gear 2 is changed.

이 경우, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 슬롯(2s)의 변형이 발생된 내부기어(2)는 그 슬롯(2s)의 변형을 제거하려는 방향, 즉 구동모터에서 제공되어 외부기어(4)의 회전 방향과 동일한 방향으로 상기 내부기어(2)의 축공이 구비된 내측 영역에 구동 토크를 인가하고 상기 내부기어(2)의 축공에 연결된 회전축(11)과 상기 회전축(11)에 연결된 상기 관절기어(40) 및 출력부재(30)를 회전시켜 보행 주기에 따라 로봇 착용자의 각각의 관절에 요구되는 보조력을 제공할 수 있다.In this case, as shown in Figs. 8 and 9, the inner gear 2 in which the deformation of the slot 2s is generated is provided in the direction to remove the deformation of the slot 2s, that is, the external gear ( In the same direction as the direction of rotation of 4), a driving torque is applied to the inner region provided with the shaft hole of the inner gear 2, and the rotation shaft 11 connected to the shaft hole of the inner gear 2 and the rotation shaft 11 are connected. By rotating the joint gear 40 and the output member 30, it is possible to provide the assisting force required to each joint of the robot wearer according to the walking cycle.

이와 같이, 구동모터를 구동하여 보조력을 제공하는 경우에도 순간적으로 내부기어와 탄성부재의 변형과 복원이 발생되며, 소음과 진동이 최소화되면서도 안정적인 구동력을 제공할 수 있다.In this way, even when the driving motor is driven to provide an auxiliary force, the internal gear and the elastic member are momentarily deformed and restored, and noise and vibration are minimized, and a stable driving force can be provided.

따라서, 도 9에 도시된 상태는 도 6에 도시된 상태와 마찬가지로, 내부기어(2)와 탄성부재(3)가 변형 또는 비틀림 상태가 해제된 상태로 탄성기어유닛(10) 전체적으로 미리 결정된 각도(θ) 회전된 상태일 수 있다.Accordingly, the state shown in FIG. 9 is similar to the state shown in FIG. 6, in a state in which the internal gear 2 and the elastic member 3 are deformed or twisted, and the elastic gear unit 10 as a whole is at a predetermined angle ( θ) It may be in a rotated state.

도 7 내지 도 9는 구동모터가 작동되어 적극적으로 보조력을 제공하는 과정에서 탄성부재(3) 및 내부기어(2)가 단시간에 변형과 복원이 수행되는 과정에서 구동 토크를 전달하게 되며 이와 같은 탄성부재(3)와 내부기어(2)의 2단 탄성 구조에 의하여 소음과 진동이 저감되며 부드러운 작동감을 제공할 수 있고, 더 나아가 금속 재질의 내부기어(2)의 내구성과 탄성부재(3)의 탄성 또는 탄성변위의 장점을 모두 구비할 수 있다.7 to 9 show that the elastic member 3 and the internal gear 2 are transformed and restored in a short time while the driving motor is operated to actively provide the assisting force to transmit the driving torque. The two-stage elastic structure of the elastic member 3 and the inner gear 2 reduces noise and vibration and provides a smooth operation feeling, and furthermore, the durability and the elastic member 3 of the metal inner gear 2 It can have both the advantages of elasticity or elastic displacement.

그리고, 도 7 내지 도 9에 도시된 내부기어 등의 변형과 복원은 아주 짧은 시간에 수행될 수 있으며, 구동모터의 구동력이 지속적으로 제공되는 보행 과정에서 도 7 내지 도 9에 도시된 내부기어 및 탄성부재의 변형과 복원은 반복될 수 있다. In addition, the deformation and restoration of the internal gears shown in FIGS. 7 to 9 can be performed in a very short time, and the internal gears shown in FIGS. 7 to 9 and the internal gears shown in FIGS. Deformation and restoration of the elastic member may be repeated.

즉, 본 발명에 따른 관절구동기를 구성하는 탄성기어유닛(10)은 상기 외부기어(4)가 회전 구동되면, 상기 내부기어(2)는 상기 탄성부재(3)에 의해 전달된 구동력에 의하여 상기 내부기어(2)의 슬릿의 형상이 변경되도록 탄성 변형된 후 탄성 변형이 제거되는 방향으로 회전 구동되어 보조력을 제공할 수 있다. That is, the elastic gear unit 10 constituting the joint actuator according to the present invention, when the outer gear 4 is driven to rotate, the inner gear 2 is driven by the driving force transmitted by the elastic member 3 After being elastically deformed to change the shape of the slit of the internal gear 2, it is rotated in a direction in which the elastic deformation is removed, thereby providing an auxiliary force.

이와 같은 탄성기어유닛(10)의 구동을 관절구동기 측면에서 검토하면, 상기 관절구동기(100, 도 1 참조)의 구동모터(20)가 구동되면, 상기 구동모터의 구동력은 상기 탄성기어유닛(10)과 상기 관절기어(40)를 통해 상기 출력부재(30)에 전달되고, 착용자의 보행시 각각의 관절구동기의 출력부재(30)는 각각의 대퇴부재 또는 하퇴부재를 회전 구동하여 착용자의 보행시 대퇴와 하퇴의 움직임을 보조할 수 있다.When the driving of the elastic gear unit 10 is reviewed from the side of the joint actuator, when the driving motor 20 of the joint actuator 100 (see FIG. 1) is driven, the driving force of the driving motor is the elastic gear unit 10 ) And the joint gear 40 through the output member 30, and when the wearer walks, the output member 30 of each joint actuator rotates each femoral member or lower leg member to drive the wearer's It can assist with the movement of the thigh and lower leg.

도 10 및 도 11은 구동모터가 정지된 상태에서 로봇 착용자의 움직임에 의하여 출력부재(30)가 회전되는 경우 탄성기어유닛(10) 내부의 변형과정과 구동모터에 의한 구동력 보조 과정의 예시를 도시한다.10 and 11 show examples of the deformation process inside the elastic gear unit 10 and the process of assisting the driving force by the driving motor when the output member 30 is rotated by the movement of the robot wearer while the driving motor is stopped. do.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 탄성기어유닛(10) 또는 이를 구비하는 관절구동기는 탄성 기어 형태의 내부기어(2)와 비금속 재질로 탄성을 구비한 탄성부재(3)를 구비하므로, 구동모터가 정지된 상태에서도 각각 대퇴부재 또는 하퇴부재의 움직임이 가능하다.As described above, the elastic gear unit 10 or a joint actuator having the same according to the present invention includes an elastic gear-shaped inner gear 2 and an elastic member 3 made of a non-metallic material having elasticity, so that the driving motor It is possible to move the femoral member or the lower leg member, respectively, even in the state where the is stopped.

본 발명의 탄성기어유닛(10)을 구성하는 내부기어(2)의 축공에 장착된 회전축에 회전 토크가 인가되면, 내부기어(2)는 상기 내부기어의 슬릿의 형상이 변경되고, 상기 탄성부재(3)는 상기 내부기어에 의하여 전달된 구동력으로 탄성 변형되어, 상기 외부기어가 정지된 상태에서도 상기 회전축의 회전을 미리 결정된 범위에서 허용될 수 있다.When a rotation torque is applied to the rotation shaft mounted in the shaft hole of the inner gear 2 constituting the elastic gear unit 10 of the present invention, the inner gear 2 changes the shape of the slit of the inner gear, and the elastic member (3) is elastically deformed by the driving force transmitted by the internal gear, so that the rotation of the rotation shaft can be allowed within a predetermined range even when the external gear is stopped.

즉, 구동모터(20)가 정지된 상태에서, 착용자의 움직임에 따라 상기 출력부재(30)가 회전될 수 있고, 출력부재(30)에 장착된 관절기어(40, 도 3 참조)는 탄성기어유닛(10)의 중심부, 즉 축공 영역을 회전시킬 수 있다. That is, in a state in which the driving motor 20 is stopped, the output member 30 may be rotated according to the movement of the wearer, and the joint gear 40 (see FIG. 3) mounted on the output member 30 is an elastic gear The central portion of the unit 10, that is, the shaft hole area can be rotated.

그리고, 이와 같은 움직임은 관절기어(40) 등에 구비된 제2 엔코더(45, 도 3 참조)에 감지될 수 있다.In addition, such a movement may be detected by the second encoder 45 (refer to FIG. 3) provided in the joint gear 40 or the like.

즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 대퇴부재 또는 하퇴부재에 연결되는 출력부재(30)가 회전되는 경우, 관절기어(40)가 함께 회전하며, 상기 제2 엔코더가 관절기어(40)의 회전을 감지할 수 있다. 또한, 상기 관절기어(40)에 연결된 구동기어가 회전됨에 따라 상기 구동기어의 회전축이 회전되고, 상기 내부기어(2)의 축공에 장착된 회전축이 반시계 방향으로 미리 결정된 각도(θ') 회전되면, 상기 내부기어(2)는 상기 내부기어(2)의 슬릿(4s)의 형상이 변경되도록 탄성 변형된다.That is, as shown in FIG. 9, when the output member 30 connected to the femoral member or the lower leg member is rotated, the joint gear 40 rotates together, and the second encoder rotates the joint gear 40 Can be detected. In addition, as the drive gear connected to the joint gear 40 rotates, the rotation shaft of the drive gear rotates, and the rotation shaft mounted in the shaft hole of the inner gear 2 rotates at a predetermined angle (θ') counterclockwise Then, the inner gear 2 is elastically deformed so that the shape of the slit 4s of the inner gear 2 is changed.

상기 제2 엔코더(45)에서 관절의 움직임이 감지되면, 착용형 로봇의 제어부는 로봇 착용자의 의사가 해당 관절의 움직임 동작 의사가 존재하는 것으로 판단하여, 도 10에 도시된 바와 같이 해당 관절의 감지된 움직임 방향으로 구동모터를 구동하여 외부기어(4)에 추가적인 구동 토크(T')를 제공한다.When the movement of the joint is detected by the second encoder 45, the controller of the wearable robot determines that the doctor of the robot wearer has an intention to move the joint, and detects the joint as shown in FIG. The driving motor is driven in the direction of movement to provide additional driving torque T'to the external gear 4.

상기 구동 토크(T')에 의하여 상기 외부기어(4)가 관절의 움직임 방향으로 회전되며, 상기 탄성부재(3)와 상기 내부기어(2)의 변형상태는 제거되고, 관절이 움직이려 했던 방향으로 보조력 제공이 시작될 수 있다.The external gear 4 is rotated in the direction of movement of the joint by the driving torque T', the deformation state of the elastic member 3 and the internal gear 2 is removed, and the joint is moved in the direction in which the joint is intended to move. Assistance can be started.

도 10에 도시된 상태는 구동모터가 구동하여 순간적으로 내부기어(2)와 탄성기어가 외부기어(4) 내부에서 비틀림이 제거된 상태를 도시하지만, 구동모터의 구동이 지속되면, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같은 방법으로 구동모터의 구동토크가 출력부재(30)로 전달되어 보조력이 제공될 수 있다.The state shown in FIG. 10 shows a state in which the internal gear 2 and the elastic gear are momentarily distorted from the inside of the external gear 4 by driving the driving motor. However, when the driving motor continues, FIGS. 7 to 7 The driving torque of the driving motor is transmitted to the output member 30 in a manner as shown in FIG. 9 to provide an auxiliary force.

이와 같이, 본 발명은 비틀림 변형이 허용되는 탄성기어유닛(10)을 구비하여, 구동모터가 구동되지 않는 경우에도 어느 정도의 관절의 움직임을 허용하고, 관절의 움직임이 엔코더 등으로 감지되는 경우, 구동모터를 관절의 움직임 방향으로 구동하여 로봇 착용자가 느끼는 기계적 저항 또는 무거움 등을 최소화하며, 지능적인 보조력을 제공할 수 있다.As described above, the present invention includes an elastic gear unit 10 that allows torsional deformation, allows a certain degree of movement of the joint even when the driving motor is not driven, and when the movement of the joint is detected by an encoder or the like, By driving the driving motor in the direction of movement of the joint, it is possible to minimize mechanical resistance or heaviness felt by the wearer of the robot, and provide intelligent assistance.

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.Although the present specification has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims described below. You will be able to do it. Therefore, if the modified implementation basically includes the elements of the claims of the present invention, all should be considered to be included in the technical scope of the present invention.

10 : 탄성기어유닛
20 : 구동모터
30 : 출력부재
40 : 구동 기어
100 : 관절구동기
10: elastic gear unit
20: drive motor
30: output member
40: drive gear
100: joint actuator

Claims (11)

금속 재질로 구성되며, 중심부에 축공이 형성되고 상기 축공 둘레에 적어도 하나의 탄성 변형을 위한 원호 형태의 슬릿이 형성된 내부기어;
상기 내부기어 외측을 감싸는 비금속 재질의 탄성부재; 및,
상기 탄성부재 외측을 감싸며 외주면에 복수 개의 기어이가 형성된 외부기어를 포함하고,
상기 외부기어 또는 상기 내부기어는 상기 탄성부재를 매개로 상기 내부기어 또는 상기 외부기어로 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 탄성기어유닛.
An internal gear made of a metal material, having a shaft hole formed in a center thereof, and having at least one arc-shaped slit for elastic deformation around the shaft hole;
An elastic member made of a non-metallic material surrounding the outside of the inner gear; And,
It includes an external gear surrounding the outside of the elastic member and having a plurality of gear teeth formed on the outer circumferential surface thereof,
The elastic gear unit, characterized in that the external gear or the internal gear transmits a driving force to the internal gear or the external gear via the elastic member.
제1항에 있어서,
상기 외부기어가 회전 구동되면,
상기 내부기어는 상기 탄성부재에 의해 전달된 구동력에 의하여 상기 내부기어의 슬릿의 형상이 변경되도록 탄성 변형된 후 탄성 변형이 제거되는 방향으로 축공 영역이 회전 구동되는 것을 특징으로 하는 탄성기어유닛.
The method of claim 1,
When the external gear is driven to rotate,
The internal gear is elastically deformed so that the shape of the slit of the internal gear is changed by the driving force transmitted by the elastic member, and then the shaft hole region is rotated in a direction in which the elastic deformation is removed.
제1항에 있어서,
상기 내부기어의 축공에 장착된 회전축에 회전 토크가 인가되면,
상기 내부기어는 상기 내부기어의 슬릿의 형상이 변경되고, 상기 탄성부재는 상기 내부기어에 의하여 전달된 구동력으로 탄성 변형되어, 상기 외부기어가 정지된 상태에서도 상기 회전축의 회전을 미리 결정된 범위에서 허용하는 것을 것을 특징으로 하는 탄성기어유닛.
The method of claim 1,
When a rotation torque is applied to the rotation shaft mounted in the shaft hole of the inner gear,
The inner gear changes the shape of the slit of the inner gear, and the elastic member is elastically deformed by the driving force transmitted by the inner gear, so that the rotation of the rotation shaft is allowed within a predetermined range even when the outer gear is stopped. An elastic gear unit, characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 내부기어에 형성된 슬릿은 각각 일단과 타단에서의 곡률이 점진적으로 변경되는 형상인 것을 특징으로 하는 탄성기어유닛.
The method of claim 1,
The elastic gear unit, characterized in that the slit formed in the inner gear has a shape in which curvatures at one end and the other end are gradually changed, respectively.
제4항에 있어서,
상기 내부기어에 형성된 슬릿은 상기 축공을 중심으로 대칭된 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 탄성기어유닛.
The method of claim 4,
The elastic gear unit, characterized in that the slit formed in the inner gear is provided at a position symmetrical about the shaft hole.
제1항에 있어서,
상기 내부기어의 외주면과 상기 탄성부재의 내주면의 일측에 적어도 하나의 걸림돌기가 형성되고 타측에 상기 걸림돌기가 안착되는 걸림홈이 형성되어 양방향으로 구동력이 전달되는 것을 특징으로 하는 탄성기어유닛.
The method of claim 1,
An elastic gear unit, characterized in that at least one locking protrusion is formed on one side of the outer circumferential surface of the inner gear and the inner circumferential surface of the elastic member, and a locking groove in which the locking protrusion is seated is formed on the other side to transmit driving force in both directions.
제1항에 있어서,
상기 탄성부재의 외주면과 상기 외부기어의 내주면의 일측에 적어도 하나의 걸림돌기가 형성되고 타측에 상기 걸림돌기가 안착되는 걸림홈이 형성되어 양방향으로 구동력이 전달되는 것을 특징으로 하는 탄성기어유닛.
The method of claim 1,
An elastic gear unit, characterized in that at least one locking protrusion is formed on one side of the outer circumferential surface of the elastic member and the inner circumferential surface of the outer gear, and a locking groove in which the locking protrusion is seated is formed on the other side to transmit driving force in both directions.
착용형 로봇에 구비되는 관절구동기에 있어서,
모터;
상기 모터의 회전축에 장착된 모터기어;
상기 모터기어에 직접 또는 간접적으로 기어 연결된 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 탄성기어유닛;
상기 탄성기어유닛의 회전축에 장착된 구동기어;
상기 구동기어에 직접 또는 간접적으로 기어 연결된 관절기어;
상기 관절기어에 연결되어 상기 관절기어에 의하여 제공된 구동력에 의하여 회전 구동되거나, 로봇 착용자의 움직임에 대응하여 회전 구동되는 출력부재; 및,
상기 모터 및 상기 관절기어에 구비되어 상기 모터 및 상기 관절기어의 회전방향, 회전각 또는 회전속도를 감지하기 위한 엔코더;를 포함하는 관절구동기.
In the joint actuator provided in the wearable robot,
motor;
A motor gear mounted on the rotating shaft of the motor;
An elastic gear unit according to any one of claims 1 to 7 geared directly or indirectly to the motor gear;
A driving gear mounted on the rotation shaft of the elastic gear unit;
A joint gear connected directly or indirectly to the drive gear;
An output member connected to the joint gear and rotated by a driving force provided by the joint gear, or rotated in response to a movement of a robot wearer; And,
An encoder provided on the motor and the joint gear to detect a rotation direction, a rotation angle, or a rotation speed of the motor and the joint gear.
제8항에 있어서,
상기 관절구동기는 로봇 착용자의 고관절 또는 슬관절에 장착되고, 상기 관절구동기를 구성하는 출력부재는 각각 대퇴부재 또는 하퇴부재에 체결되는 것을 특징으로 하는 관절구동기.
The method of claim 8,
The joint actuator is mounted on a hip joint or a knee joint of a robot wearer, and an output member constituting the joint actuator is coupled to a femoral member or a lower leg member, respectively.
제9항에 있어서,
상기 관절구동기의 모터가 구동되면, 상기 모터의 구동력은 상기 탄성기어유닛과 상기 관절기어를 통해 상기 출력부재에 전달되고, 착용자의 보행시 각각의 관절구동기의 출력부재는 각각의 대퇴부재 또는 하퇴부재의 회전 구동을 보조하여 착용자의 보행을 보조하는 것을 특징으로 하는 관절구동기.
The method of claim 9,
When the motor of the joint actuator is driven, the driving force of the motor is transmitted to the output member through the elastic gear unit and the joint gear, and when the wearer is walking, the output member of each joint actuator is Joint actuator, characterized in that to assist the wearer's walking by assisting the rotation drive.
제9항에 있어서,
상기 관절구동기를 구성하는 모터가 정지된 상태에서 해당 관절구동기를 구성하는 출력부재가 회전하여 상기 관절기어에 구비된 엔코더에 의하여 상기 관절기어의 회전이 감지되는 경우 상기 모터는 상기 관절기어의 회전 방향으로 보조력을 제공하기 위하여 구동되는 것을 특징으로 하는 관절구동기.
The method of claim 9,
When the motor constituting the joint actuator is stopped and the output member constituting the joint actuator rotates and the rotation of the joint gear is sensed by the encoder provided in the joint gear, the motor is the rotation direction of the joint gear. Joint actuator, characterized in that it is driven to provide an auxiliary force.
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