CN108028572B - 致动器模块 - Google Patents

Abstract

本发明一实施例提供可内置马达、减速器及控制电路的致动器模块，上述致动器模块的特征在于，包括：第一外壳，可使与马达相连接的驱动侧(active)轴贯通结合；以及第二外壳，与上述第一外壳相结合，用于使设置在与上述驱动侧轴相对应的位置的被动侧(passive)惰轮贯通结合，上述惰轮借助在中央形成有中空部的管状轴承来与上述第二外壳的一面相结合，可通过上述管状轴承的中空部来使电缆与上述第二外壳的内侧相连接。

Description

致动器模块

技术领域

本发明涉及致动器模块，更详细地，涉及如下的致动器模块：在内置马达及减速器的致动器模块中，在改善配线(电缆)的连接结构来与另一致动器模块或模块连接部件等相结合的过程中，解决了配线的缠绕问题。

背景技术

通常，致动器模块内置有驱动装置(马达)和减速器，普通产业用还广泛使用于家庭用及教育用。尤其，若使多个致动器模块相结合，则可实现多关节机器人，上述多关节机器人可实现复杂的动作，因此，最近备受瞩目。

图1为使所规格化的致动器模块和这些模块的连接部件多次反复结合来实现类人形态的多关节机器人的实际照片(参照韩国公开专利公报第10-2013-0018402号)。上述机器人需根据所规定的规则控制各致动器模块，为此，所有致动器模块需与用于输入电源及信号的配线相连接。

在图2中示出了使致动器模块(下侧)与模块连接部件(上侧)相结合的状态。为使多个致动器模块相结合，以致动器模块的驱动侧轴为中心与模块连接部件相连接是必要的，反复上述多个致动器模块及模块连接部件的结合结构来制造如图1的形态或制作者所要的多种形态的机器人。

在使致动器模块与模块连接部件或另一致动器模块相连接的过程中，配线的处理尤为重要。尤其，当利用中央处理装置或中央控制器控制多个致动器模块时，需要用于控制及检测的多个配线，上述配线的处理不能妨碍致动器模块的驱动。并且，若配线被复杂的缠绕，则外观上不太好。

尤其，若构成机器人的致动器模块变多，则配线处理的困难性变得更大，由此，产生限制致动器的驱动范围或无法使机器人的结构多样化等的问题。

在图1及2所示的致动器模块中，在构成致动器模块的外皮的外壳的各侧面设置了突出结构物，上述突出结构物具有可使配线贯通的贯通孔，但是，当使用上述结构物时，依然限制致动器模块的驱动范围(转动范围)，并且，当突出结构物本身与多个致动器模块相连接时，还起到妨碍物的作用。并且，在外观上具有不干净的印象。在图1所示的类人型机器人中，从胳膊或腿部朝向外部链接的配线可妨碍机器人的驱动。

另一方面，在上述内容中，举家庭用或教育用机器人的例提出了致动器模块的配线处理问题，但是，上述问题虽具有大小差异，但为所有致动器模块必然具有的问题。因此，需要可解决致动器模块的配线处理问题的得到改善的模块结构。

发明内容

技术问题

本发明所要实现的技术目的在于，提供可解决致动器模块的配线处理问题的新模块结构。

本发明所要实现的技术目的并不局限于以上所提出的技术问题，本发明所属技术领域的普通技术人员可通过以下记载明确理解未提出的其他技术问题。

解决问题的方案

为了实现上述技术目的，本发明的一实施例提供可内置马达、减速器及控制电路的致动器模块，其特征在于，包括：第一外壳，可使与上述马达相连接的驱动(active)轴贯通结合；以及第二外壳，与上述第一外壳相结合，用于使设置在与上述驱动侧轴相对应的位置的被动侧(passive)惰轮贯通结合，上述惰轮借助在中央形成有中空部的管状轴承来与上述第二外壳的一面相结合，可通过上述管状轴承的中空部来使电缆与上述第二外壳的内侧相连接。

在本发明的实施例中，可在上述第一外壳的侧面设置有可与电缆端部的连接器相连接的端子部。

在本发明的实施例中，在上述第二外壳的侧面设置有贯通部，与上述端子部相连接的电缆可通过上述贯通部与上述第二外壳的内侧相连接。

在本发明的实施例中，上述端子部可分别设置于上述第一外壳的两侧侧面。

在本发明的实施例中，上述第二外壳可包括：上端部，设置有上述惰轮；下端部，以与上述上端部的高度相同的高度设置；以及上下端连接部，以朝向内侧凹陷的方式设置于上述上端部与下端部之间。

在本发明的实施例中，还可包括罩部，上述罩部结合设置于上述上下端连接部的周边，具有用于防止与上述端子部相连接的电缆端部的连接器脱落的侧面突出部。

在本发明的实施例中，上述驱动侧轴和上述被动侧惰轮可设置于同轴上。

发明的效果

根据本发明的实施例，提供可解决致动器模块的配线处理问题的新模块结构。通过上述致动器模块的结构预防配线的缠绕或断线问题，并且，还减少通信上的不良问题。进而，可提高致动器模块的外观审美感。上述效果尤其有用于通过反复结合多个致动器模块来制造多关节机器人。

本发明的效果并不局限于如上所述的效果，应当理解的是，包括可从本发明的详细说明或记载于发明要求保护范围的发明的构成推论的所有效果。

附图说明

图1为利用以往的致动器模块的类人型多关节机器人的照片。

图2为示出使以往的致动器模块与模块连接部件相结合的状态的图。

图3为本发明实施例的致动器模块的简要立体图。

图4为本发明实施例的致动器模块的侧视图。

图5为本发明实施例的致动器模块的分解立体图。

图6为示出本发明实施例的致动器模块与电缆相连接的状态的简要立体图。

图7为示出本发明实施例的致动器模块与模块连接部件相结合的装填的立体图。

图8为示出本发明实施例的致动器模块和罩部的分解立体图。

图9为示出本发明实施例的致动器模块与罩部相结合的状态的立体图。

标记的说明

1：致动器模块

10：第一外壳

20：第二外壳

30：驱动侧轴

40：被动侧惰轮

50：管状轴承

60：罩部

100：电缆

200：模块连接部件

具体实施方式

以下，参照附图对本发明进行说明。但是，本发明能够以多种不同的形态实现，因此，并不局限于在此所说明的实施例。而且，为了在附图明确说明本发明，省略了与说明无关的部分，在说明书全文中，对类似的部分赋予了类似的附图标记。

在说明书全文中，当提出一个部分与另一部分“相连接(接触结合”时，不仅包括“直接连接”的情况，还包括在两者中间存在其他部件而“间接连接”的情况。并且，当提出一个部分“包括”一个结构要素时，除非具有特别反对的记载，则意味着还包括另一结构要素，而不是排除另一结构要素。

在本说明书中所使用的术语仅用于说明特定实施例，并不限定本发明。除非在文脉上明确表示不同，则单数的表达包括复数的表达。在本说明书中，应当理解的是，“包括”或“具有”等的术语用于指定在说明书中所记载的特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或它们的组合，而不是预先排除一个或一个以上的其他特征或、数字、步骤、动作、结构要素、部件或它们的组合的存在或附加可能性。

以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。

图3为本发明实施例的致动器模块的简要立体图，图4为本发明实施例的致动器模块的侧视图。

如图所示，致动器模块1包括第一外壳10及第二外壳20。其中，致动器(actuator)为利用动力使机械或机构进行工作的装置，主要利用电动马达实现。致动器模块与作为驱动部的马达一同内置减速器及它们的控制电路来构成。

第一外壳10及第二外壳20可统称为外壳，上述外壳构成致动器模块的外皮或外形，用于保护在其内部的马达、减速器、控制电路等。在外壳可形成有用于与模块连接部件相结合的结构，上述模块连接部件用于与另一致动器模块直接结合或与另一致动器模块相连接。

第一外壳10可与驱动侧轴30贯通结合，上述驱动侧轴30与马达(未图示)相连接(参照图4)。即，通过内置于致动器模块1的马达接收驱动力的轴30设置于第一外壳10的一面。在上述轴30中，可与外部部件相连接的结构，例如，结合槽或角状物结构能够以一体的方式或可分离的方式设置。在致动器马达与轴30之间可设置有减速器。

第一外壳10可形成为一体，与此不同地，可由能够分离的子外壳构成。例如，如图所示，第一外壳10可包括第一子外壳11和第二子外壳12。例如，在第一子外壳11内可内置有减速器，在第二子外壳12内可内置有马达。通过上述第一外壳10的分离型结构可划分更有效的内部空间，可使组装/分离变得便利。

另一方面，在第一外壳10的侧面可设置有端子部13。上述端子部13可与电缆100电连接(参照图6)，通过电缆100和端子部13向内置于致动器模块1的马达供给电流，或可与内置于致动器模块1的控制电路收发电信号。其中，发送或接收的信号可为用于驱动马达的控制信号或从内置于致动器模块1的传感器的检测信号等。在电缆100的端部可设置有连接器110，上述连接器110可与端子部13相结合(参照图6)。

端子部13可分别设置于第一外壳10的两侧侧面，在此情况下，根据配线连接的便利，可仅利用位于一侧侧面的端子部13。

并且，在第一外壳10的外侧面，即，在第一外壳10的侧面、上部面或下部面中的一个以上的面可设置有用于与另一致动器模块或模块连接部件相结合的第一结合槽14、15。在第一结合槽14、15内可设置有内螺纹部。如图所示，第一外壳10及第二外壳20的外部面几乎呈平面，可通过第一结合槽14、15与另一致动器模块或模块连接部件螺纹(螺栓)结合。

再次参照图3及图4进行说明。第二外壳20与第一外壳10相结合。如图所示，第二外壳20可与第一外壳10的另一面，即，与贯通设置有轴30的面的相反面相结合。第一外壳10可通过螺栓B与第二外壳20相结合，上述螺栓B通过设置于第二外壳20的一面的4个螺栓孔插入来与设置于第一外壳10的内侧面的内螺纹部相结合。第一外壳10和第二外壳20的结合方式可使用其他方式，例如，通过凹凸结构等的插入啮合方式、其他结构方式、粘结方式等任何方式。

第二外壳20可与被动侧(passive)惰轮(idler horn)40贯通结合，上述被动侧惰轮40设置于与驱动侧轴30相对应的位置。即，在第二外壳20的一面可设置有与驱动侧轴30形成同轴的第二中空部21，在上述第二中空部21以能够旋转的方式设置有惰轮40。惰轮40起到如下的作用，即，不是从内置于致动器模块1的马达接收驱动力，只是当驱动侧轴30向其他部件传递驱动力时，支撑其他部件。参照图7，当致动器模块1与其他部件，即，与模块连接部件200相连接时，惰轮40支撑模块连接部件200，对此在后述内容中详细说明。

在第二外壳20的侧面可设置有贯通部22。电缆100可与第二外壳20的内侧相连接，上述电缆100通过贯通部22与端子部13相连接。另一方面，当不使用贯通部22时，异物等可通过贯通部22朝向外壳内侧流入，因此，堵住贯通部22的罩部件(未图示)可设置于贯通部22。并且，若从第二外壳20去除罩部件，则可形成贯通部22。

在第二外壳20的前表面可设置有第二结合槽23。与第一结合槽14、15相同地，第二结合槽23用于与另一致动器模块或模块连接部件相结合。并且，在第二结合槽23内可设置有内螺纹部。

惰轮40在中央介入形成有中空部的管状轴承50来与第二外壳20的一面相结合。并且，电缆100可通过管状轴承50的中空部与第二外壳20内相连接。参照图5及图6对此进行说明。

图5为本发明实施例的致动器模块的分解立体图，图6为示出本发明实施例的致动器模块与电缆相连接的状态的简要立体图。

如图所示，在第一外壳10设置有用于设置驱动侧轴30的第一中空部16，与上述第一外壳中空部16相对应，在第二外壳20设置有用于设置被动侧惰轮40的第二中空部21。由此，驱动侧轴30和被动侧惰轮40可设置于同轴上。

如图所示，惰轮40可通过介入管状轴承50来与第二外壳20的一面相结合。

惰轮40可包括：凸缘部41，设置有结合孔42；以及圆筒部43，在上述凸缘部41朝向轴方向突出设置。例如，可通过设置于凸缘部41的结合孔42与另一致动器模块或模块连接部件固定结合(参照图7)。

在圆筒部43的外侧沿着圆周方向设置有凹陷部44，可利用上述凹陷部44与设置于第二外壳20的内侧的惰轮装拆装置(未图示)相结合。并且，在惰轮40的中央内侧可设置有惰轮中空部45。

管状轴承50向惰轮40的圆筒部43的外侧插入来使惰轮40的旋转工作顺畅地进行。管状轴承50可包括轴承凸缘部51；以及轴承圆筒部52，在从上述轴承凸缘部51朝向轴方向突出设置。轴承凸缘部51与惰轮40的凸缘部41相接触，且直径可小于上述凸缘部41。轴承圆筒部52与惰轮40的圆筒部43的外侧插入结合，轴承圆筒部52的长度可小于圆筒部43的长度，从而设置于圆筒部43的凹陷部44可向外侧露出。

管状轴承50可由树脂形成。通过使用由树脂形成的管状轴承50保障顺畅地惰轮40的旋转，同时，维护维修变得简单且经济性也高。

参照图5，第二外壳20可包括上端部20a、下端部20c及设置于它们之间的上下端连接部20b。在上端部20a的前表面可形成有第二中空部21，上述第二中空部21可与惰轮40贯通结合，下端部20c的高度实际上可与上端部20a的高度相同。上下端连接部20b设置于上端部20a与下端部20c之间，可朝向内侧凹陷形成。上述上下端连接部20b可与罩部60相结合，在后述内容中参照图8对此进行说明。

参照图6，介入惰轮40及管状轴承50并通过第二外壳20的第二中空部21与外壳内相连接的电缆100可通过形成于第二外壳20的侧面的贯通部22与设置于第一外壳10的端子部13电连接。即，电缆100端部的连接器110可与端子部13相结合，连接器结合的结构已被公知，因此，将省略详细说明。

可通过本发明的配线(电缆)连接结构有效地使配线与外壳的外侧相连接。与端子部13连接器结合的电缆100可按照使用人员的选择不经过第二外壳20的内侧，即，不通过第二中空部21直接与外壳外侧相连接，如上所述，可经过第二外壳20的内侧且通过管状轴承50和惰轮40使配线与外部相连接。尤其，若通过管状轴承50和惰轮40连接电缆100，则电缆100不影响惰轮40的驱动，从而防止断线且不产生缠绕现象。

图7为示出本发明实施例的致动器模块和模块连接部件相结合的状态的立体图。如图所示，模块连接部件200可包括垂直设置于本体部210及上述本体部210的两侧侧面的第一垂直部220及第二垂直部230。在第一垂直部220可设置有第三中空部221及上述第三中空部221周边的螺纹孔222，上述螺纹孔222与惰轮40的结合孔42可螺栓结合。第三中空部221形成于与第二外壳20的第二中空部21相对应的位置。在第二垂直部230也可设置有未图示的中空部及螺纹孔，以与第一垂直部220类似的方式第二垂直部230可与驱动侧轴30相结合。

如图7所示，当致动器模块1与模块连接部件200相结合时，电缆100也可通过第二外壳20的第二中空部21及模块连接部件200的第三中空部221与外部相连接，因此，即使模块连接部件200根据致动器模块1的驱动进行旋转工作，也不产生电缆100被缠绕的现象。并且，电缆100部妨碍模块连接部件200的旋转工作。

如上所述，电缆100可与外壳内侧相连接。但是，与此不同地，可根据使用人员的选择，例如，在另一致动器模块或模块连接部件的转动范围小或简单地进行配线处理也充足的情况下，可不经过外壳内侧直接从端子部13朝向外壳外侧连接电缆100。在此情况下，为了不使电缆100容易脱离且外观上进行整理，可使用罩部60。参照图8和图9对此进行说明。

图8为示出本发明实施例的致动器模块和罩部的分解立体图，图9为示出本发明实施例的致动器模块与罩部相结合的状态的立体图。

如图所示，罩部60与第二外壳20的上下端连接部20b的周边结合设置来形成第二外壳20的外部面的一部分。罩部60包括：罩本体61，呈正方形；以及侧面突出部62，在上述罩本体61的各角落以垂直的方式突出设置。若罩部60与第二外壳20相结合，则罩部60的侧面突出部62与电缆100端部的连接器110相接触，杉树电缆100与端子部13相连接，因此，防止上述连接器110从端子部13脱落的现象。

与端子部13相连接的电缆100通过第二外壳20的贯通部22与外壳的内侧相连接后，可通过第二外壳20的第二中空部21与外部相连接，并且，如图8及图9所示，可通过罩部60的内侧与外部相连接。

另一方面，在利用第二外壳20的第二中空部21不连接电缆100的情况下，可设置有堵住第二中空部的罩部件(未图示)，从而防止异物通过第二中空部21向外壳内侧流入。

通过本发明的致动器模块的外壳结构，使用人员可使致动器模块的配线经过惰轮与外壳内部相连接，由此，预防配线的缠绕或断线问题，不仅可减少通信上的不良问题，还可以提高致动器模块的外观上审美感。尤其，当致动器模块与另一致动器模块或模块连接部件相结合来制造多关节机器人时，由于如上所述的配线处理，设计的自由度得到提高，可进行顺畅的致动器驱动。

如上所述的本发明的说明用于例示，应当理解的是，本发明所属技术领域的普通技术人员在不变更本发明的技术思想或必要特征的情况下简单地变形为其他具体形态。因此，应当理解的是，以上所记述的实施例在所有方面仅为例示，而不是限定性的。例如，说明为单一型的各结构要素可分散来实施，相同地，说明为分散的结构要素能够以相结合的形态实施。

本发明的范围通过发明要求保护范围呈现，应当理解的是，从发明要求保护范围的含义、范围及其等同概念导出的所有变更或变形的形态包括于本发明的范围。

Claims (6)

1.一种致动器模块，能够内置马达、减速器及控制电路，其特征在于，

包括：

第一外壳，能够使与上述马达相连接的驱动侧轴贯通结合；以及

第二外壳，与上述第一外壳相结合，用于使设置在与上述驱动侧轴相对应的位置的被动侧惰轮贯通结合，

上述惰轮借助在中央形成有中空部的管状轴承来与上述第二外壳的一面相结合，

能够通过上述管状轴承的中空部来使电缆与上述第二外壳的内侧相连接，

在上述第一外壳的侧面设置有能够与电缆端部的连接器相连接的端子部，

在上述第二外壳的侧面设置有贯通部，

与上述端子部相连接的电缆选择性地通过上述贯通部经过上述第二外壳的内侧且通过上述管状轴承的中空部而与外部进行配线连接，或者不经过上述第二外壳的内侧而与外部进行配线连接，

上述惰轮包括：凸缘部，其设置有结合孔；以及圆筒部，其从上述凸缘部朝向轴方向突出设置，

上述管状轴承包括：轴承凸缘部，其与上述惰轮的凸缘部相接触；以及轴承圆筒部，其在从上述轴承凸缘部朝向轴方向突出设置，并且与上述惰轮的圆筒部的外侧插入结合。

2.根据权利要求1所述的致动器模块，其特征在于，上述端子部分别设置于上述第一外壳的两侧侧面。

3.根据权利要求1所述的致动器模块，其特征在于，上述第二外壳包括：

上端部，设置有上述惰轮；

下端部，以与上述上端部的高度相同的高度设置；以及

上下端连接部，以朝向内侧凹陷的方式设置于上述上端部与下端部之间。

4.根据权利要求3所述的致动器模块，其特征在于，还包括罩部，上述罩部结合设置于上述上下端连接部的周边，具有用于防止与上述端子部相连接的电缆端部的连接器脱落的侧面突出部。

5.根据权利要求1所述的致动器模块，其特征在于，上述驱动侧轴和上述被动侧惰轮设置于同轴上。

6.根据权利要求1所述的致动器模块，其特征在于，上述管状轴承由树脂形成。

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