KR100225975B1 - A jointing structure of an arm for a vertical joint multi-nuckle robot - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수직다관절 로보트의 아암 연결구조에 관한 것으로, 수직다관절 로보트의 상부선회체 베이스(1)에 축선회 할 수 있게 연결된 하부아암(2)과, 이 하부아암(2)을 회동시키기 위한 제1회동수단(3)과, 상기 하부아암(2)의 상단에 축선회 할 수 있도록 연결된 상부아암(4), 및 상기 상부아암(4)을 회동시키기 위한 제2회동수단(5)으로 구성되되, 상기 제1회동수단(3)은 상부선회체 베이스(1) 일측에 축선회 할 수 있게 고정링크(6)가 연결되고, 이 고정링크(6) 자유단과 상기 하부아암(2)의 자유단은 중간링크(7)를 매개로 각각 연결되어 4절링크를 이루는 한편, 상기 4절링크는 베이스(1)에 설치된 감속기(8)를 통해 하부아암구동모터(9)와 연결되고, 상기 제2회동수단(5)은 베이스(1)의 일측에 설치된 상부 아암구동모터(10)와 감속기(11), 이 감속기(11)의 축에 중앙부가 연결된 스평링크(12), 및 상기 수평링크(12)의 양단과 상기 상부아암(4)의 회동축 양단에 각각 연결되는 제1,2수직링크(13a, 13b)로 구성되어, 상부아암을 하부아암에 대해 독립적으로 작동시킴과 더불어 상부아암을 회동시키기 위한 4절링크의 링크간 간섭을 없애고 사점이상으로 동작시킬 수 있도록 함으로써, 상부아암의 작업 반경을 넓힐 수 있을 뿐아니라, 상기 상부 아암을 구동시키는 상부아암구동모터를 베이스에 설치하여 하부아암구동모터에 걸리는 하중을 감소시킴으로써, 고동모터의 용량을 적게 할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to an arm connecting structure of a vertical articulated robot, wherein the lower arm (2) connected to the upper pivot base (1) of the vertical articulated robot so as to pivot is rotated, and the lower arm (2) is rotated. A first pivot means 3 for rotation, an upper arm 4 connected to pivot on an upper end of the lower arm 2, and a second pivot means 5 for pivoting the upper arm 4; The first rotation means (3) is connected to a fixed link (6) so as to pivot on one side of the upper pivot base (1), the free end of the fixed link (6) and the lower arm (2) The free end is connected to each other via the intermediate link (7) to form a four-section link, while the four-section link is connected to the lower arm drive motor (9) through a reducer (8) installed in the base (1), The second rotating means 5 is the upper arm driving motor 10 and the reducer 11 installed on one side of the base 1, the central portion on the shaft of the reducer 11 Is composed of a spline link 12 connected to each other, and first and second vertical links 13a and 13b connected to both ends of the horizontal link 12 and to both ends of the pivot shaft of the upper arm 4, respectively. By operating independently of the lower arm and by eliminating the inter-link linkage of the four-link link to rotate the upper arm, it is possible to operate the dead point upwards, thereby increasing the working radius of the upper arm as well as the upper arm. By installing the upper arm driving motor to drive on the base to reduce the load on the lower arm driving motor, there is an effect that the capacity of the high-frequency motor can be reduced.
Description
본 발명은 수직 다관절 로보트에 관한 것으로, 특히 로보트의 각 아암의 연결구조를 변화시킴으로써, 작업 범위를 크게 할 수 있음과 동시에 각 아암에 걸리는 부하를 작게 할 수 있도록 된 수직 다관절 로보트의 구동부 연결구조에 관한 것이다.The present invention relates to a vertical articulated robot, and in particular, by varying the connection structure of each arm of the robot, it is possible to increase the working range and to reduce the load on each arm. It's about structure.
일반적으로 제품의 생산등에 사용되는 산업용 로보트는 그 동작이 원하는 대로 정확하게 이루어져야 하고, 특히 로보트가 작업하는 대상물의 중량 또는 진동에 의해서도 정확도에 영향을 받지 않도록 설계되어야 한다.In general, industrial robots used in the production of products should be operated exactly as desired, and in particular, they should be designed so that their accuracy is not affected by the weight or vibration of the object on which the robot works.
상기한 산업용 로보트는 원하는 대로 정확한 동작이 이루어지게 하기 위해, 여러 개의 관절이 연결된 다관절 동작이 이루어져 작업을 수행하도록 되어 있는데, 다관절 동작이 이루어지면서 최선단에서 목적으로 하는 동작이 정확하게 실행되도록 하기 위해서 하나의 동력원이 아닌 다수개의 모우터가 별도로 각각의 관절축에 사용된다.The industrial robot is configured to perform the operation by performing a multiple joint operation in which several joints are connected in order to achieve the correct operation as desired. For this purpose, several motors are used separately for each joint axis instead of one power source.
즉, 각각 연결된 관절축의 동작이 각각의 모우터에 의해 제어되는 구조로 이루어져 있다.That is, the motion of the joint axes connected to each other is made of a structure controlled by each motor.
따라서 이러한 산업용 로보트의 동작의 정확성과 작업범위 및 로보트가 취급할 수 있는 중량의 한계 등은 관절의 구조 즉, 각 축의 연결 구조에 의해 큰 영향을 받게 된다.Therefore, the accuracy of the operation of the industrial robot, the working range and the limits of the weight that the robot can handle are greatly influenced by the structure of the joint, that is, the connection structure of each axis.
상기한 종래의 산업용 수직 다관절 로보트에서 일반적으로 취하고 있는 동작 구조는 직렬링크, 평행링크, 고정링크 구조로 되어 있으며, 제3도과 제4도 및 도5는 상기 구조로 된 로보트의 개략도인 바, 관절의 연결구조 측면에서 각 로보트의 구조 및 문제점에 대해 설명하면 다음과 같다.The operation structure generally taken in the above-mentioned conventional industrial vertical articulated robot has a serial link, a parallel link, and a fixed link structure, and FIGS. 3, 4, and 5 are schematic views of the robot having the structure. The following describes the structure and problems of each robot in terms of joint structure.
먼저 제4도는 직렬링크를 사용한 로보트로서, 상부아암(101)을 구동하는 상부아암구동모터(102)가 하부아암(103)의 선단에 설치되어 상부아암(101)을 구동하고, 하부아암(103)은 베이스(100)에 설치된 하부아암구동모터(104)에 의해 구동되는 구조로 되어 있다.First, Figure 4 is a robot using a serial link, the upper arm driving motor 102 for driving the upper arm 101 is installed at the tip of the lower arm 103 to drive the upper arm 101, the lower arm 103 ) Is structured to be driven by the lower arm drive motor 104 installed in the base 100.
이러한 직렬 링크구조는 상,하부아암(101,103)의 회전각에 제한이 없으며 하부아암(103)의 회전각과 상부아암(101) 회전각의 상대적 제한이 없어 로보트의 작업 범위가 넓어지는 장점이 있기는 하나, 상부아암(101)을 구동하는 좌표계가 하부아암(103)의 회전에 따라 회전하게 되어 운동학적으로 독립하게 되어 있지 않아 회전 좌표계에 의한 코리올리력이 작용하며 로보트 선단의 부하와 상부아암(101)의 관성모멘트가 하부아암구동모터(104)의 부하로 작용함에 따라 구동모터(104) 및 지지베어링(도시되지 않음)의 용량이 커지게 된다는 문제점이 있다.Such a serial link structure is not limited to the rotation angle of the upper and lower arms (101, 103) and there is no advantage that the relative range of the rotation angle of the lower arm 103 and the upper arm 101 rotation angle has a wider working range of the robot However, since the coordinate system driving the upper arm 101 is rotated according to the rotation of the lower arm 103, it is not kinematically independent, and the Coriolis force by the rotational coordinate system acts, and the load and the upper arm 101 of the robot tip are applied. As the moment of inertia acts as a load of the lower arm driving motor 104, the capacity of the driving motor 104 and the support bearing (not shown) increases.
제5도는 평행 링크구조를 사용한 로보트로써, 하부아암(103)은 베이스(100)에 설치된 하부아암구동모터(104)에 의해 구동되며, 상부아암(101)은 하부아암(103)에 설치된 상부아암구동모터(102)에 4절링크(105)로 연결되어 작동되는 한편, 상기 4절링크(105)의 수평링크(106)에 웨이트 발란스(107)가 구비된 구조로 되어 있다.5 is a robot using a parallel link structure, the lower arm 103 is driven by the lower arm driving motor 104 installed on the base 100, the upper arm 101 is the upper arm installed on the lower arm 103 The drive motor 102 is connected to the four-link link 105 to operate, while the weight balance 107 is provided on the horizontal link 106 of the four-link link (105).
상기와 같은 구조로 되어, 상부아암(101)이 하부아암(103)의 회전에 의해 회전하지 않고 이동만 하게 되므로 운동학적으로 독립되어 코리올리력이 작용하지 않고, 상부아암(101)과 로보트 선단 부하의 관성모멘트가 하부아암구동모터(104)의 부하로 작용하지 않으므로 구동모터(104) 및 지지배어링의 용량을 적게 할 수 있으며, 상부아암(101)의 자중과 로보트 선단의 부하에 의한 중력모멘트가 하부아암(103)의 길이에만 비례하므로 제어를 간단하게 할 수 있다.With the above structure, since the upper arm 101 only moves without rotating by the rotation of the lower arm 103, it is kinematically independent and the Coriolis force does not work, and the upper arm 101 and the robot tip load Since the moment of inertia does not act as a load on the lower arm drive motor 104, the capacity of the driving motor 104 and the support bearing can be reduced, and the gravity moment due to the weight of the upper arm 101 and the load of the robot tip is reduced. Since it is only proportional to the length of the lower arm 103, the control can be simplified.
그러나 4절 링크(105)를 사용함으로써, 하부아암(103)의 회전각과 상부아암(101)의 회전각의 상대각도가 링크(105)의 간섭에 의해 제한받아 작업범위가 좁다는 문제점이 있다.However, by using the four-section link 105, the relative angle between the rotation angle of the lower arm 103 and the rotation angle of the upper arm 101 is limited by the interference of the link 105, there is a problem that the working range is narrow.
제6도는 고정 링크구조를 사용한 로보트로써, 베이스(100)에 양단이 고정된 4절링크(105)로 하부아암(103)을 이루며, 이 하부아암(103)은 베이스(100)에 설치된 하부아암구동모터(104)에 의해 구동되고, 상부아암(101)은 4절 링크(105) 위에 설치된 상부아암구동모터(102)에 의해 작동되는 구조로 되어 있다.FIG. 6 is a robot using a fixed link structure. The lower arm 103 is formed by a four-section link 105 fixed at both ends to the base 100. The lower arm 103 is a lower arm installed at the base 100. Referring to FIG. Driven by the drive motor 104, the upper arm 101 is configured to be operated by the upper arm drive motor 102 installed on the four-section link (105).
이러한 링크구조는 상기한 평행링크구조와 동일한 특성을 가지며, 특히 상부아암(101)이 독립적으로 구동모터(102)에 직결되어 구동되므로 상부아암(101) 회전각의 동작 범위에 제한을 받지 않아 작업범위가 넓게 된다.This link structure has the same characteristics as the above-described parallel link structure, and in particular, since the upper arm 101 is driven directly and directly connected to the drive motor 102, the operation range of the upper arm 101 rotation angle is not limited. The range becomes wider.
그러나 상부아암구동모터(102)가 베이스(100)에 고정되어 있는 4절 링크(105)인 하부아암(103) 위에 설치되어, 하부아암구동모터(104)의 부하로 작용하는 단점을 지니고 있었다.However, the upper arm driving motor 102 was installed on the lower arm 103, which is a four-section link 105 fixed to the base 100, and had a disadvantage of acting as a load of the lower arm driving motor 104.
이와 같이 종래 각각의 로보트 링크구조의 구조는, 구조적인 문제에서 발생되는 구동모타의 용량증가 문제와 작업범위의 확장문제를 동시에 해결하지 못하여 소비자의 욕구를 전체적으로 만족시킬 수 없었다.As described above, the structure of each robot link structure does not satisfy the needs of consumers as a whole because the capacity increase of the driving motor and the extension of the work range cannot be solved at the same time.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 상부아암을 하부아암의 운동에 대해 독립적으로 움직이게 하여 작업범위를 대폭적으로 확장할 수 있음과 동시에 각 구동부에 걸리는 부하를 줄임으로써 구동모터의 용량을 크게 줄일수 있도록 한 수직 다관절 로보트의 구동부 연결구조를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, by moving the upper arm independently of the movement of the lower arm can significantly expand the working range and at the same time reduce the load on each drive unit of the drive motor The purpose is to provide a drive connection structure of a vertical articulated robot that can greatly reduce the capacity.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수직 다관절 로보트의 상부선회체 베이스 일측에 하부아암이 4절링크구조를 이루면서 하부아암구동모터에 연결되어 회동가능하게 설치되고, 상기 하부아암의 선단에 축선회할 수 있도록 연결된 상부아암은 상기 베이스에 설치된 상부아암구동모터에 수평링크와 스직링크로 연결되어 하부아암의 운동에 대해 독립적으로 운동할 수 있는 구조로 되어 있다.The present invention for achieving the above object, the lower arm is formed on the one side of the upper pivot body of the vertical articulated robot is connected to the lower arm drive motor while forming a four-link link, rotatably installed, The upper arm, which is pivotally connected to the tip, is connected to the upper arm driving motor installed on the base by a horizontal link and a straight link so as to independently move with respect to the movement of the lower arm.
이에 따라 상부아암구동모터를 베이스에 설치하여 링크기구에 의해 상부아암을 구동시킴으로써, 하부아암구동모터에 걸리는 하중을 감소할 수 있으며, 상부아암과 하부아암을 별도의 링크기구에 의해 작동시켜 서로 운동간섭이 일어나지 않게 함으로써, 작업반경을 넓힐 수 있게 되는 것이다.Accordingly, by installing the upper arm driving motor on the base to drive the upper arm by the link mechanism, the load on the lower arm driving motor can be reduced, and the upper arm and the lower arm are operated by separate link mechanisms to move each other. By preventing interference, the working radius can be widened.
제1도는 본 발명에 따른 수직 다관절 로보트의 구성도.1 is a block diagram of a vertical articulated robot according to the present invention.
제2도는 본 발명에 따른 수직 다관절 로보트의 하부아암이 작동하는 상태를 도시한 상태도.Figure 2 is a state diagram showing the operating state of the lower arm of the vertical articulated robot according to the present invention.
제3도는 본 발명에 따른 수직다관절 로보트의 상부아암이 작동하는 상태를 도시한 상태도.3 is a state diagram showing a state in which the upper arm of the vertical articulated robot according to the present invention.
제4도는 종래 기술에 따른 직렬링크를 사용한 수직 다관절 로보트의 개략도.4 is a schematic diagram of a vertical articulated robot using a serial link according to the prior art.
제5도는 종래 기술에 따른 평행링크를 사용한 수직다관절 로보트의 개략도.5 is a schematic view of a vertical articulated robot using a parallel link according to the prior art.
제6도는 종래기술에 따른 고정링크를 사용한 수직 다관절 로보트의 개략도이다.6 is a schematic view of a vertical articulated robot using a fixed link according to the prior art.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 베이스 2 : 하부아암1 Base 2 Lower Arm
2a : 힌지축 3 : 제1회동수단2a: hinge axis 3: first rotation means
4 : 상부아암 4a : 상부아암고정부4: Upper arm 4a: Upper arm fixing part
5 : 제2회동수단 6 : 고정링크5: second rotation means 6: fixed link
7 : 중간링크 8 : 감속기7: intermediate link 8: reducer
9 : 하부아암구동모터 10 : 상부아암구동모터9: lower arm drive motor 10: upper arm drive motor
11 : 감속기 12 : 스평링크11: reducer 12: span link
13a : 제1수직링크 13b : 제2수직링크13a: first vertical link 13b: second vertical link
14 : 웨이트 발란스14: weight balance
이하 본 발명을 첨부한 예시 도면을 참조하여 자세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.
제1도는 본 발명에 따른 수직 다관절 로보트의 구성도이다.1 is a block diagram of a vertical articulated robot according to the present invention.
본 발명에 따른 수직 다관절 로봇의 아암연결구조는 도1에 도시된 바와 같이, 수직 다관절 로보트의 상부선회체 베이스(1)에 축선회할 수 있게 연결된 하부아암(2)과, 이 하부아암(2)을 회동시키기 위한 제1회동수단(3)과, 상기 하부아암(2)의 상단에 축선회할 수 있도록 연결된 상부아암(4), 및 상기 상부아암(4)을 회동시키기 위한 제2회동수단(5)으로 구성되어 있다.The arm connection structure of the vertical articulated robot according to the present invention, as shown in Figure 1, the lower arm (2) and pivotally connected to the upper pivot base (1) of the vertical articulated robot, the lower arm A first rotating means (3) for rotating (2), an upper arm (4) connected so as to pivot on an upper end of the lower arm (2), and a second for rotating the upper arm (4) It consists of the rotation means 5.
여기서 상기 제1회동수단(3)은 베이스(1)의 일측에 축선회할 수 있도록 고정링크,(6)가 연결되고, 이 고정링크(6)의 자유단은 중간링크(7)를 매개하여 상기 하부아암(2)의 상단과 서로 연결되어 4절 링크를 이루면서, 상기 4절링크는 베이스(1)에 설치된 감속기(8)를 통해 하부아암구동모터(9)와 연결되어 구동되도록 되어 있는 한편, 상기 하부아암(2)의 상단은 힌지축(2a)을 매개로 상부아암(4)이 설치되는 상부아암고정부(4a)의 일측면과 회동가능하도록 연결되어 있다.Wherein the first rotation means (3) is a fixed link, 6 is connected so as to pivot on one side of the base (1), the free end of the fixed link (6) via the intermediate link (7) While the four-section link is connected to the upper end of the lower arm (2) to form a four-section link, the four-section link is to be connected to the lower arm drive motor (9) through a reducer (8) installed in the base (1) to drive The upper end of the lower arm 2 is rotatably connected to one side of the upper arm fixing portion 4a on which the upper arm 4 is installed via the hinge shaft 2a.
한편, 상기 상부아암고정부(4a)의 타측면은 제2회동수단(5)이 연결되어 상기 상부아암(4)을 하부아암(2)에 대해 독립적으로 운동시킬 수 있도록 되어 있다.On the other hand, the other side of the upper arm fixing portion (4a) is connected to the second pivot means (5) to be able to independently move the upper arm (4) relative to the lower arm (2).
즉, 여기서 상기 제2회동수단(5)은 수평링크(12)와 수직링크(13a,13b)로 구성되되, 상기 수평링크(12)의 양 선단에 수직링크(13a,13b)가 연결되고, 이 수직링크(13a,13b)는 상기 상부아암고정부(4a)의 힌지축(2a)을 중심으로 좌우측에 각각 연결되는 한편, 상기 베이스(1)에 설치된 상부아암구동모터(10)와 감속기(11)에 수평링크(12)의 중앙부가 결합되어, 구동모터(10)에 의해 수평링크(12)가 시소운동함에 따라 수직링크(13a,13b)에 연결되어 있는 상부아암고정부(4a)가 힌지축(2a)을 중심으로 회동운동을 하는 구조로 되어 있다.That is, the second rotation means (5) is composed of a horizontal link 12 and vertical links (13a, 13b), the vertical links (13a, 13b) are connected to both ends of the horizontal link (12), The vertical links 13a and 13b are connected to the left and right sides around the hinge shaft 2a of the upper arm fixing portion 4a, respectively, and the upper arm driving motor 10 and the speed reducer installed in the base 1 11) is coupled to the center of the horizontal link 12, the upper arm fixing portion (4a) is connected to the vertical links (13a, 13b) as the horizontal link 12 is moved by the drive motor (10) seesawing It is structured to rotate around the hinge shaft 2a.
제2도는 본 발명에 따른 수직 다관절 로보트의 하부아암이 작동하는 상태를 도시한 상태도이고, 제3도은 본 발명에 따른 수직 다관절 로보트의 상부아암이 작동하는 상태를 도시한 상태도인 바, 상기 도면에 의거 본 발명에 따른 수직 다관절 로보트의 구동부 연결구조의 작동 및 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.2 is a state diagram illustrating a state in which the lower arm of the vertical articulated robot according to the present invention is operated, and FIG. 3 is a state diagram illustrating a state in which the upper arm of the vertical articulated robot is operated according to the present invention. Referring to the operation and effect of the drive connection structure of the vertical articulated robot according to the present invention as follows.
먼저 2축인 하부아암(2)의 움직임을 살펴보면, 상기 하부아암(2)의 일측 선단은 베이스(1)에 회동가능하도록 결합되어 있고, 하부아암(2)의 자유단은 역시 베이스(1)에 연결된 고정링크(3)의 자유단과 중간링크(7)로 연결되어 고정식 4절링크구조를 이루면서 이 4절링크는 상기 베이스(1)에 설치되어 있는 감속기(8)를 통해 하부아암구동모터(9)와 연결되어 베이스(1)에 대해 회동되도록 되어 있으므로, 상기 베이스(1)에 설치되어 있는 하부아암구동모터(9)와 감속기(8)에 의해 4절링크를 이루는 하부아암(2)이 회동되게 되면 수평부재인 베이스(1)와 중간링크(7), 수직부재인 하부아암(2)과 고정링크(6)가 평행사변형을 유지하면서 회동되어 상기 중간링크(7)의 위치를 제어할 수 있게 된다.First, the movement of the lower arm 2 which is two axes, one end of the lower arm 2 is rotatably coupled to the base 1, and the free end of the lower arm 2 is also connected to the base 1; The four-arm link is connected to the free end of the fixed link (3) and the intermediate link (7) to form a fixed four-section link structure, the four-section link through the reducer (8) installed on the base (1) lower arm drive motor (9) The lower arm driving motor 9 and the reducer 8 installed in the base 1 rotate about the base 1 so that the lower arm 2 rotates about the base 1. When the base member (1) and the intermediate link (7), the lower arm (2) and the fixed link (6), which is a vertical member, is rotated while maintaining a parallelogram to control the position of the intermediate link (7). Will be.
따라서 상기 고정링크(6)의 자유단 즉, 고정링크(6)와 중간링크(7)의 연결부 힌지축(2a)으로 결합되어 있는 상부아암(4)의 위치 또한 상기 중간링크(7)의 움직임과 같은 궤적을 그리며 움직이게 되는 것이다.Therefore, the position of the upper arm 4 coupled to the free end of the fixed link 6, that is, the hinge shaft 2a of the fixed link 6 and the intermediate link 7, also moves the intermediate link 7. It moves along the same trajectory.
한편, 상부아암(4)의 움직임을 살펴보면 상기 상부아암(4)은 하부아암(2)의 회동에 따라 위치가 제어되면서, 자체적으로 힌지축(2a)을 중심으로 회동하면서 로보트 선단을 제어할 수 있는 바, 베이스(1)에 설치되어 있는 상부아암구동모터(10)의 감속기(11)에 결합되어 있는 수평링크(12)에 수직링크(13a,13b)를 매개로 상부아암(4)을 고정하고 있는 상부아암고정부(4a)가 연결되어 4절링크를 이루고 있어서, 상기 상부아암구동모터(10)가 구동되면 수평링크(12)가 구동모터(10)의 축을 중심으로 시소운동하게 되고, 이에 따라 상기 수평링크(12)의 양 선단에 연결되어 있는 수직링크(13a, 13b)가 상, 하운동하게 된다.On the other hand, looking at the movement of the upper arm (4) while the position of the upper arm (4) is controlled in accordance with the rotation of the lower arm (2), it can be rotated around the hinge axis (2a) itself to control the robot tip. The upper arm 4 is fixed to the horizontal link 12 coupled to the reducer 11 of the upper arm driving motor 10 installed on the base 1 via the vertical links 13a and 13b. The upper arm fixing part (4a) is connected to form a four-section link, when the upper arm drive motor 10 is driven, the horizontal link 12 is the seesaw movement around the axis of the drive motor 10, Accordingly, the vertical links 13a and 13b connected to both ends of the horizontal link 12 are moved up and down.
여기서 상기 수직링크(13a,13b)는 상부아암고정부(4a)의 회동축인 힌지축(2a)을 중심으로 상기 상부아암고정부(4a)의 좌우에 각각 연결되어 있어서, 위와 같이 수평링크(12)의 시소운동에 따라 수직링크(13a,13b)가 상,하운동하게 되면 상기 수직링크(13a,13b)에 연결되어 있는 상부아암고정부(4a)가 힌지축(2a)을 중심으로 회동하게 됨으로써, 상부아암(8) 선단부의 위치를 제어할 수 있게 되는 것이다.Here, the vertical links 13a and 13b are connected to the left and right sides of the upper arm fixing portion 4a around the hinge shaft 2a, which is a rotational axis of the upper arm fixing portion 4a, respectively. When the vertical links 13a and 13b move up and down according to the seesaw motion of 12), the upper arm fixing part 4a connected to the vertical links 13a and 13b rotates about the hinge axis 2a. By doing so, it is possible to control the position of the tip of the upper arm (8).
또한 상기 상부아암(4)을 회동시키기 위한 4절링크구조에서 수직축에 해당되는 수직링크(13a,13b)와 하부아암(2)의 위치가 상부아암(4)의 상부아암고정부(4a) 전후에 설치되게 되므로 링크간에 상호 간섭이 발생하지 않게 되어 상기 수직링크(13a, 13b)와 하부아암(2)이 겹쳐 일직선상에 놓일때까지 상기 상부아암(4)을 최대로 회동시킬 수 있게 되는 것이다.In addition, the position of the vertical link (13a, 13b) and the lower arm (2) corresponding to the vertical axis in the four-section link structure for rotating the upper arm (4) before and after the upper arm fixing portion (4a) of the upper arm (4) Since the interference does not occur between the links so that the vertical link (13a, 13b) and the lower arm (2) overlaps the upper arm (4) can be rotated to the maximum until it is in a straight line. .
물론, 상기 수평링크(13)의 선단부에 웨이트발란스(15)를 설치함으로써, 상부아암(8)의 자중 및 로봇 선단에서 작용하는 중력모멘트를 보상하여 상부아암(8)의 가감속을 빠르게 할 수 있는 것이다.Of course, by installing the weight balance 15 at the distal end of the horizontal link 13, the acceleration and deceleration of the upper arm 8 can be speeded up by compensating the self-weight of the upper arm 8 and the gravity moment acting on the robot tip. It is.
이와 같이 하부아암(2)을 고정식 4절링크구조로 하여 작동하고, 상부아암(8)은 별도의 4절링크구조를 사용하여 하부아암(2)과는 운동학적으로 독립되게 움직일 수 있도록 하면서 상기 상부아암(4)을 회동시키기 위한 4절링크의 링크간 간섭을 없앰으로써, 작업범위를 확대할 수 있고, 상부아암(4)을 구동시키기 위한 상부아암구동모터(10)와 감속기(11)를 모두 상부선회체 베이스(1)에 설치함으로써 하부아암(2)이 동작하는데 영향을 주지 않도록 하여 하부아암(2)과 하부아암구동모터(9)에 걸리는 부하를 최소화할 수 있는 것이다.In this way, the lower arm (2) is operated as a fixed four-section link structure, and the upper arm (8) using a separate four-section link structure to allow the movement independently of the lower arm (2) kinematically By eliminating the inter-link linkage of the four-section link for rotating the upper arm 4, the working range can be expanded, and the upper arm driving motor 10 and the reducer 11 for driving the upper arm 4 can be All of them are installed in the upper swing base 1 so that the load on the lower arm 2 and the lower arm driving motor 9 can be minimized by not affecting the operation of the lower arm 2.
여기서 상기 수평링크(12)의 일측선단에만 수직링크(13a)를 설치하여 상부아암(4)을 제어할 수도 있으나, 수평링크(12) 양선단에 수직링크(13a,13b)와 상기 수평링크(12) 중앙부를 회동시켜 양 수직링크(13a,13b)에 의해 상부아암(4)을 회동시키게 함으로써, 상부아암(4)을 회동시키기 위한 힘이 수직링크(13a,13b)에 각각 분산되어 작용하여 수직링크(13a,13b)와 상부아암구동모터(10)에 작용하는 부하가 경감되게 되는 것이다.Here, the upper arm 4 may be controlled by installing a vertical link 13a only at one end of the horizontal link 12, but the vertical links 13a and 13b and the horizontal link (both ends) at both ends of the horizontal link 12. 12) By rotating the central portion to rotate the upper arm 4 by both vertical links 13a and 13b, the force for rotating the upper arm 4 is distributed and acted on the vertical links 13a and 13b, respectively. The load acting on the vertical links 13a and 13b and the upper arm driving motor 10 is reduced.
또한 상기와 같이 수평링크(12)의 양단에 수직링크(13a,13b)를 설치하면서 상기 수평링크(12)의 중앙부를 소정의 각도로 절곡함으로써, 상기 상부아암(4)은 소정의 상대각도를 갖는 2개의 링크구조로 베이스와 연결되게 되는바, 즉 수평링크(12)와 제1수직링크(1)3a와 하부아암(20으로 하나의 4절링크를 이루고, 수평링크(12)와 제2수직링크(13b)와 하부아암(2)으로 또 다른 4절링크를 이루게 되는데, 이와 같이 소정의 상대각도를 갖는 2개의 링크구조를 이룸으로써, 한쪽 4절링크가 최대로 회동되더라도 상대 각도를 갖는 다른쪽 4절링크는 더 회동가능한 상태에 있으므로 상기 상부아암(4)은 4절링크의 최대 사점 이상으로 회동가능하게 되는 것이다.In addition, by bending the central portion of the horizontal link 12 at a predetermined angle while providing vertical links 13a and 13b at both ends of the horizontal link 12 as described above, the upper arm 4 has a predetermined relative angle. It is connected to the base by two link structures having a link, that is, the horizontal link 12, the first vertical link (1) 3a and the lower arm 20 to form a single four-link, the horizontal link 12 and the second The vertical link 13b and the lower arm 2 form another four-link link. Thus, by forming two link structures having a predetermined relative angle, the four-link link has a relative angle even when the four-link link is rotated to the maximum. Since the other four-segment link is in a more rotatable state, the upper arm 4 becomes rotatable beyond the maximum dead point of the four-segment link.
일례로써 상부아암이 회동되어 올라가는 경우를 살펴보면, 상부아암구동모터(10)에 의해 수평링크(12)가 회동됨에 따라 상기 수평링크(12)에 연결되어 있는 제2 수직링크(13b)가 회동되면서 상부아암(4)을 힌지축(2a)을 중심으로 회동시키게 되는 데, 이와 같이 제2 수직링크(13b)가 이동되어 4절링크를 이루는 하부아암(2)과 일직선상에 놓여지게 되면, 즉 상기 4절링크의 최대 사점에 이르게되면 더이상 회동방향으로 상부아암(4)을 회동시키지 못하게 된다.As an example, when the upper arm is rotated and moved up, as the horizontal link 12 is rotated by the upper arm driving motor 10, the second vertical link 13b connected to the horizontal link 12 is rotated. When the upper arm 4 is rotated about the hinge axis 2a, the second vertical link 13b is moved and placed in line with the lower arm 2 forming the four-section link. When the maximum dead point of the four-section link is reached, the upper arm 4 can no longer be rotated in the rotation direction.
그러나 상기 수평링크(12)는 제1수직링크(13a)와 또 다른 4절링크를 이루면서 이 4절링크는 제2 수직링크(13b)로 이루어진 4절링크와는 상대적으로 다른 각도를 이루고 있어서 위와 같이 제2 수직링크(13b)가 하부아암(2)과 일직선상에 놓여졌을 때도 제1수직링크(13a)는 하부아암(2)과 일직선상에 놓일 때까지 더 회동가능하므로 상기 제2수직링크(13b)가 4절링크의 최대 사점을 지나 상부아암(4)을 더 회동시킬 수 있게되는 것이다.However, the horizontal link 12 forms another four-section link with the first vertical link 13a, and the four-section link has a relatively different angle from the four-section link composed of the second vertical link 13b. Similarly, even when the second vertical link 13b is in line with the lower arm 2, the first vertical link 13a is further rotatable until it is in line with the lower arm 2, so that the second vertical link (13b) is to be able to rotate the upper arm (4) more than the maximum dead point of the four-section link.
이와 같이 수평링크(12)의 중앙부를 절곡하여 상대각도를 갖는 2개의 4절링크로 상부아암(4)을 회동시킴으로써, 링크구조의 사점이상으로 아암(4)을 회동시켜 작동범위를 확대할 수 있는 것이다.As such, by bending the central portion of the horizontal link 12 and rotating the upper arm 4 with two four-link links having a relative angle, the operating range can be expanded by rotating the arm 4 above the dead point of the link structure. It is.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 수직다관절 로보트의 아암연결구조에 의하면, 상부아암을 하부아암에 대해 독립적으로 작동시킴과 더불어 상부아암을 회동시키기 위한 4절 링크의 링크간 간섭을 없애고 사점이상으로 동작시킬 수 있도록함으로써, 상부아암의 작업 반경을 크게 넓힐 수 있게 되는 것이다. 또한 상기 상부아암을 구동시키는 상부아암구동모터를 베이스에 설치하여 하부아암구동모터에 걸리는 하중을 감소시킴으로써, 구동모터의 용량을 적게 할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the arm connection structure of the vertical articulated robot according to the present invention, while operating the upper arm independently with the lower arm, it eliminates the inter-link linkage of the four-link link for rotating the upper arm, By operating it, it is possible to greatly widen the working radius of the upper arm. In addition, by installing the upper arm driving motor for driving the upper arm to the base to reduce the load on the lower arm driving motor, there is an effect that can reduce the capacity of the drive motor.
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Families Citing this family (3)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR101129649B1 (en) * | 2009-11-18 | 2012-03-28 | 삼성중공업 주식회사 | Articulated robot |
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