KR100763010B1 - 손목관절장치 및 이를 이용한 로봇 - Google Patents

손목관절장치 및 이를 이용한 로봇 Download PDF

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KR100763010B1
KR100763010B1 KR1020060069425A KR20060069425A KR100763010B1 KR 100763010 B1 KR100763010 B1 KR 100763010B1 KR 1020060069425 A KR1020060069425 A KR 1020060069425A KR 20060069425 A KR20060069425 A KR 20060069425A KR 100763010 B1 KR100763010 B1 KR 100763010B1
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박용식
박종훈
윤성용
안기탁
조정산
서진호
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재단법인 포항지능로봇연구소
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Abstract

본 발명은 손목관절장치 및 이를 이용한 로봇에 관한 것으로, 로봇의 암에 장착되는 손목본체; 상기 손목본체에 수직방향으로 회동가능하게 결합되는 다축조인트; 상기 다축조인트에 수평방향으로 회동가능하게 결합되고, 로봇의 핸드장치가 장착되는 회동부; 상기 손목본체에 마련되어 상기 다축조인트를 수직 회동시킴과 동시에 상기 회동부를 수평 회동시키는 구동부를 구비하며, 이에 따라 로봇의 손목관절을 보다 정밀한 동작과 다양한 동작, 그리고 이들 동작들의 복합적인 구동이 가능하기 때문에 보다 인간화된 로봇의 움직임을 구현하도록 함으로써 로봇의 동작 정밀도를 보다 향상시키고, 로봇의 동작 범위를 보다 다양하게 할 수 있는 효과가 있다.

Description

손목관절장치 및 이를 이용한 로봇{apparatus for wrist joint and robot by using the same}
도 1은 본 발명에 따른 손목관절장치를 사용한 로봇의 일예를 나타낸 사시도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 손목관절장치를 나타낸 정면사시도이다.
도 2b는 본 발명에 따른 손목관절장치를 나타낸 배면사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 손목관절장치를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 손목관절장치를 나타낸 분해사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 손목관절장치의 수직 작동상태를 나타낸 측면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 손목관절장치의 수평 작동상태를 나타낸 평면도이다.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
10 : 로봇 14L, 14R : 좌측암, 우측암
100 : 손목관절장치 110 : 손목본체
111 : 수직회동힌지부 120 : 다축조인트
122 : 수직회동결합부 124 : 수평회동결합부
130 : 회동부 140 : 구동부
142a, 142b : 제 1, 2모터 143a, 143b : 수직감속기어, 수평감속기어
146a, 146b : 수직 경사회전 조인트, 수평 경사회전 조인트
본 발명은 손목관절장치 및 이를 이용한 로봇에 관한 것으로 보다 상세하게는 인간형 로봇의 각 관절부에 사용될 수 있는 손목관절장치 및 이를 이용한 로봇에 관한 것이다.
일반적으로, 인간형 로봇(이하 '로봇(robot)'이하 함)이라 함은 인간의 신체 구조를 기본으로 하는 것으로, 최근에는 인간의 형상에 대하여 유사한 형태로 근접하여 제조되고 있는 실정이다.
현재까지의 로봇은 강성과 인성이 큰 소재로 제작되어 필요한 동작이나 작업을 하기 위해서는 소정 부분(인간형 로봇의 경우 손목, 발목, 목, 허리, 대퇴부 등)에서 굽히고 펴거나 스윙 또는 틸팅이 되어야 하는데, 이러한 부위를 관절이라 한다.
그런데, 하나의 동작이 가능하도록 하기 위해서는 관절부위 상하간의 힘을 전달하는 하나의 동력전달기구와 관절 상하간에 작용되는 상대적 힘을 지지하는 지지기구가 필요한데, 이렇게 하나의 동력전달기구와 하나의 지지기구로 이루어지는 관절을 1자유도 관절이라고 한다. 통상적으로, 로봇의 관절이 입체적인 동작이 가 능하도록 하기 위해서는 최소 2자유도 이상의 관절이 조합되어 사용되어야 한다.
이러한, 2자유도 이상의 관절에 대한 선행기술로는 한국공개특허 제1998-701448호(공개일 1998년 5월 15일), 미국등록특허 제6,917,175호, 한국등록특허 제10-0520317호 등이 있다.
상술한 선행기술들에는 각각 2자유도를 갖는 로봇용 관절들이 개시되어 있으며, 이러한 관절들에 의해 로봇의 각 구성부(예를 들어 인간의 손목부, 어깨부, 척추부)들의 입체적인 동작이 가능하다.
그러나 상술한 바와 같은 선행기술에 의한 3차원의 동작의 수행을 위해서는 매우 복잡한 작동 구조가 필요하며, 구조상 인간의 손목과 같은 자연스러운 동작이 불가능한 문제점이 있다. 또한, 상술한 바와 같은 선행기술들은 그 구조가 매우 복잡한 관계로 장치의 소형화가 매우 어려운 문제점이 있다.
더욱이 종래 기술에 따른 로봇용 관절들에 의하면 2자유도 이상의 관절구조를 형성할 경우 2자유도의 구동을 위한 각각의 구동부(예를 들어 모터, 기어, 감속기, 풀리, 벨트 등)가 반드시 관절의 외측으로 노출될 수 밖에 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 보다 간단한 구조의 다축 관절을 통하여 인간의 손목과 같은 자연스러운 동작이 가능하도록 한 손목관절장치 및 이를 이용한 로봇을 제공함에 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 2자유도 이상의 골격 구조를 형성함에 있어 2자유도 운동을 위한 구동구조가 노출되지 않도록 한 손목관절장치 및 이를 이용한 로봇을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 손목관절장치에 따르면, 로봇의 암에 장착되는 손목본체; 상기 손목본체에 수직방향으로 회동가능하게 결합되는 다축조인트; 상기 다축조인트에 수평방향으로 회동가능하게 결합되고, 로봇의 핸드장치가 장착되는 회동부; 상기 손목본체에 마련되어 상기 다축조인트를 수직 회동시킴과 동시에 상기 회동부를 수평 회동시키는 구동부를 구비한다.
상기 구동부는, 상기 손목본체의 일면에 장착되는 제 1모터; 상기 제 1모터의 동력을 전달받아 회전되는 수직감속기어; 상기 수직감속기어의 동력을 전환하여 전달하는 수직 경사회전 조인트; 상기 수직 경사회전 조인트의 회동력을 전달받아 상기 다축조인트를 수직 회동시키는 링크;를 구비한다.
상기 수직 경사회전 조인트는, 상기 수직감속기어에 연결되며, 단부에 경사면이 형성되는 주동축; 상기 경사면에 밀착되는 경사면이 형성되고, 상기 주동축의 회전에 따라 회전됨과 동시에 회동되며, 그 회동운동을 상기 링크로 전달하는 종동축;을 구비한다.
상기 구동부는, 상기 손목본체의 타면에 장착되는 제 2모터; 상기 제 2모터의 동력을 전달받아 회전되는 수평감속기어; 상기 수평감속기어의 동력을 전달받아 상기 회동부를 수평 회동시키는 수평 경사회전 조인트;를 구비한다.
상기 수평 경사회전 조인트는, 상기 수평감속기어에 연결되며, 단부에 경사면이 형성되는 주동축; 상기 경사면에 밀착되는 경사면이 형성되고, 상기 주동축의 회전에 따라 회전됨과 동시에 회동되며, 그 회동운동을 상기 회동부로 전달하는 종동축;을 구비한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 손목관절장치를 이용한 로봇에 따르면, 상체프레임; 상기 상체프레임의 양측에 각각 설치되는 좌·우측암; 상기 상체프레임의 상측에 설치되는 헤드부; 상기 상체프레임의 하부에 지지 및 이동을 위하여 마련되는 하체부;를 구비하며, 상기 좌측암 또는/및 우측암에 설치되는 손목본체와, 상기 손목본체에 수직방향으로 회동가능하게 결합되는 다축조인트와, 상기 다축조인트에 수평방향으로 회동가능하게 결합되고, 로봇의 핸드장치가 장착되는 회동부와, 상기 손목본체에 마련되어 상기 다축조인트를 수직 회동시킴과 동시에 상기 회동부를 수평 회동시키는 구동부를 포함하는 손목관절장치;를 구비한다.
상기 구동부는, 상기 손목본체의 일면에 장착되는 제 1모터; 상기 제 1모터의 동력을 전달받아 회전되는 수직감속기어; 상기 수직감속기어의 동력을 전환하여 전달하는 수직 경사회전 조인트; 상기 수직 경사회전 조인트의 회동력을 전달받아 상기 다축조인트를 수직 회동시키는 링크;를 구비한다.
상기 수직 경사회전 조인트는, 상기 수직감속기어에 연결되며, 단부에 경사면이 형성되는 주동축; 상기 경사면에 밀착되는 경사면이 형성되고, 상기 주동축의 회전에 따라 회전됨과 동시에 회동되며, 그 회동운동을 상기 링크로 전달하는 종동축;을 구비한다.
상기 구동부는, 상기 손목본체의 타면에 장착되는 제 2모터; 상기 제 2모터의 동력을 전달받아 회전되는 수평감속기어; 상기 수평감속기어의 동력을 전달받아 상기 회동부를 수평 회동시키는 수평 경사회전 조인트;를 구비한다.
상기 수평 경사회전 조인트는, 상기 수평감속기어에 연결되며, 단부에 경사면이 형성되는 주동축; 상기 경사면에 밀착되는 경사면이 형성되고, 상기 주동축의 회전에 따라 회전됨과 동시에 회동되며, 그 회동운동을 상기 회동부로 전달하는 종동축;을 구비한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 손목관절장치 및 이를 이용한 로봇을 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.
이하, 본 발명에 따른 손목관절장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저 본 발명에 따른 손목관절장치를 설명하기에 앞서 도면을 참조하여 본 발명의 손목관절장치의 설치상태를 간략히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 손목관절장치를 사용한 로봇의 일예를 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 로봇(10)은 상체를 형성하는 상체프레임(12)과, 상체프레임(12)의 양측에 각각 설치되는 좌측암(14L) 및 우측암(14R)과, 상체프레임(12)의 상측에 설치되는 헤드(18)를 구비하며, 상체프레임(12)의 하부에는 도면에 도시되지 않았지만, 무한궤도, 바퀴 그리고 2족 보행용 다리가 구비될 수 있다.
상기 상체프레임(12)은 대략 "T"형태의 프레임 구조로 되어 있다. 그리고 각각의 암(14L, 14R)은 다수의 관절운동으로 동작이 가능하게 되어 있다. 그리고 헤드(18)는 적어도 하나 이상의 카메라(미도시)를 구비하여 화상의 촬상과 인식이 가능하게 할 수 있다.
또한, 상기 좌측암(14L)과 우측암(14R)의 단부에는 좌우측 손목관절장치(100L, 100R)가 마련되며, 각 손목관절장치(100L, 100R)에는 인간의 손 모양과 같은 형상의 핸드장치(미도시)가 각각 마련된다. 여기서, 각 손목관절장치(100L, 100R)와, 핸드장치는 좌측암(14L)과 우측암(14R)에 각각 대향되는 방향으로 설치된다.
이하, 상술한 바와 같이 설치되는 본 발명에 따른 손목관절장치(100L, 100R)를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 여기서, 본 발명에 따른 좌우측 손목관절장치(100L, 100R)는 로봇의 좌·우측암(14L, 14R)에 대향되는 방향으로 설치되는 것으로 하나의 손목관절장치(100)를 만을 대표하여 설명하도록 한다.
도 2a는 본 발명에 따른 손목관절장치를 나타낸 정면사시도이고, 도 2b는 본 발명에 따른 손목관절장치를 나타낸 배면사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 손목 관절장치를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 손목관절장치를 나타낸 분해사시도이다.
도시한 바와 같이 본 발명에 따른 손목관절장치(100)는, 상술한 로봇(10)의 일측 암에 장착되는 손목본체(110)와 손목본체(110)에 수직방향으로 회동가능하게 설치되는 다축조인트(120)와, 다축조인트(120)에 수평방향으로 회동가능하게 결합되고 그 끝단부에 핸드장치(미도시)가 장착되는 회동부(130)와, 손목본체(110)에 마련되어 다축조인트(120)의 수직회동과 회동부(130)의 수평회동에 필요한 구동력을 발생시키는 구동부(140)를 구비한다.
상기 구동부(140)는, 상기 손목본체(110)의 일면에 장착되는 제 1모터(142a)와, 제 1모터(142a)의 동력을 전달받아 회전되는 수직감속기어(143a)와, 수직감속기어(143a)의 동력을 전달받아 다축조인트(120)를 수직 회동시키는 수직 경사회전 조인트(146a)를 구비한다.
또한, 상기 손목본체(110)의 타면에 장착되는 제 2모터(142b)와, 제 2모터(142b)의 동력을 전달받아 회전되는 수평감속기어(143b)와, 수평감속기어(143b)의 동력을 전달받아 회동부(130)를 수평 회동시키는 수평 경사회전 조인트(146b)를 구비한다.
여기서, 제 1, 2모터(142a. 142b)는 손목본체(110)의 양측에 대칭되는 방향으로 설치되며, 수직감속기어(143a) 및 수평감속기어(143b)는 제 1, 2모터(142a. 142b)에 대하여 직교한 방향으로 대칭되도록 설치된다.
그리고 각 제 1, 2모터(142a. 142b)에는 각 모터(142a. 142b)의 회전력을 전 달하기 위한 한쌍의 벨트풀리(144a', 144b')가 마련되고, 수직감속기어(143a) 및 수평감속기어(143b)에는 각 모터(142a. 142b)의 동력을 전달받기 위한 벨트풀리(144a", 144b")가 각각 마련된다.
이러한, 제 1모터(142a)는 별도의 벨트(145a)에 의해 수직감속기어(143a)에 연결되고, 제 2모터(142b)는 별도의 벨트에 의해 수평감속기어(143b)에 각각 연결된다.
또한, 수직감속기어(143a) 및 수평감속기어(143b)에 설치되는 수직 경사회전 조인트(146a) 및 수평 경사회전 조인트(146b)는 손목본체(110)를 각각 관통하도록 설치되며, 수직 경사회전 조인트(146a)는 후술할 손목본체(110)의 주동링크(116)에 연결되고, 수평 경사회전 조인트(146b)는 후술할 회동부(130)에 각각 연결된다.
여기서, 수직 경사회전 조인트(146a) 및 수평 경사회전 조인트(146b)를 상세히 설명한다.
먼저 수직 경사회전 조인트(146a)는 수직감속기어(143a)에 의해 회전되는 주동축(146a')과 주동축(146a')에 의해 회전 및 회동되는 종동축(146a")으로 이루어지며, 주동축(146a')과 종동축(146a")은 인접하는 각 단부에 소정의 각도를 갖는 경사면(147a', 147a")이 각각 형성되며, 각 경사면(147a', 147a")은 항상 밀착되는 상태를 유지하도록 마련된다.
한편, 상술한 수직 경사회전 조인트(146a)의 주동축(146a')과 종동축(146a")의 각 경사면(147a', 147a")에는 각 경사면(147a', 147a")의 회전중심을 지지하는 별도의 회전축(148a)과, 회전축(148a)의 회전을 보조하는 별도의 베어링부재(미도 시)가 더 마련될 수 있다. 여기서 회전축(148a)은 각 경사면(147a', 147a")의 수직되는 방향으로 설치되는 것이 바람직하다.
이러한 수직 경사회전 조인트(146a)는 주동축(146a')이 회전됨에 따라 주동축(146a')의 경사면(147a')에 의해 종동축(146a")의 경사면(147a")이 가압되면서 종동축(146a")이 회전 및 회동되면서 동력을 전달한다.
그리고 수평 경사회전 조인트(146b)는 수평감속기어(143b)에 의해 회전되는 주동축(146b')과 주동축(146b')에 의해 회전 및 회동되는 종동축(146b")으로 이루어지며, 주동축(146b')과 종동축(146b")은 인접하는 각 단부에 소정의 각도를 갖는 경사면(147b', 147b")이 각각 형성되며, 각 경사면(147b', 147b")은 항상 밀착되는 상태를 유지하도록 마련된다.
한편, 상술한 수평 경사회전 조인트(146b)의 주동축(146b')과 종동축(146b')의 각 경사면(147b', 147b")에는 각 경사면(147b', 147b")의 회전중심을 지지하는 별도의 회전축(148b)과, 회전축(148b)의 회전을 보조하는 별도의 베어링부재(미도시)가 더 마련될 수 있다. 여기서 회전축(148b)은 각 경사면(147b', 147b")의 수직되는 방향으로 설치되는 것이 바람직하다.
이러한 수평 경사회전 조인트(146b)는 주동축(146b')이 회전됨에 따라 주동축(146b')의 경사면(147b', 147b")에 의해 종동축(146b")의 경사면(147b', 147b")이 가압되면서 종동축(146b")이 회전 및 회동되면서 동력을 전달한다.
상기 손목본체(110)는 일단부에 다축조인트(120)가 수직방향으로 회동가능하게 결합되는 한쌍의 수직회동힌지부(111)가 형성되며, 타단에는 상술한 로봇(10)의 좌·우측암(14L, 14R)에 체결되기 위한 다수의 바(bar)형태의 암고정부(112)가 마련된다.
또한, 암고정부(112)의 내측에는 구동부(140)가 장착되며 손목본체(110)의 양측에는 구동부(140)의 제 1, 2모터(142a, 142b)가 장착되는 제 1, 2모터장착부(114a, 114b)가 형성되고, 제 1, 2모터장착부(114a, 114b)에 대하여 직교하는 위치에는 수직감속기어(143a)와 수평감속기어(143b)가 장착된다.
한편, 손목본체(110)의 상측에는 수직회동힌지부(111)에 회동가능하게 결합된 다축조인트(120)에 회동력을 전달하기 위한 주동링크(116)와 종동링크(117)가 마련된다. 여기서 주동링크(116)는 구동부(140)의 수직 경사회전 조인트(146a)에 연결되어 동력을 전달받으며, 종동링크(117)는 주동링크(116)를 통해 전달되는 동력을 다축조인트(120)로 전달한다.
상기 다축조인트(120)는 손목본체(110)의 수직회동힌지부(111) 사이에 결합되는 수직회동결합부(122)와 회동부(130)가 수평 회동가능하게 결합되는 수평회동결합부(124)가 각각 마련된다.
여기서 수직회동결합부(122)와 수평회동결합부(124)는 각각 대향되는 한쌍으로 마련되며, 중앙부에 관통공간이 형성된 "+"형태로 마련되는 것이 바람직하며, 중앙부에 형성된 관통공간으로는 구동부(140)의 수평 경사회전 조인트(146b)가 관통되어 회동부(130)에 연결된다.
한편 대향되는 수평회동결합부(124) 중 하나의 수평회동결합부(124)에는 손목본체(110)의 종동링크(117)가 결합되는 링크결합부(126)가 마련된다. 이러한 링 크결합부(126)에 의해 종동링크(117)로 전달되는 동력이 다축조인트(120)로 전달되어 다축조인트(120)가 수직 회동가능하게 마련된다.
상기 회동부(130)는 일측에 로봇(10)의 핸드장치가 장착되는 핸드장착면(134)이 형성되고, 타측에는 다축조인트(120)에 형성된 수평회동결합부(124)에 각각 연결되는 한쌍의 수평회동힌지부(132)가 형성된다. 이러한 회동부(130)는 다축조인트(120)를 관통하는 수평 경사회전 조인트(146b)에 결합되어 수평 경사회전 조인트(146b)에 의해 회동 가능하게 마련된다.
이하, 본 발명에 따른 손목관절장치의 작동을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에서 언급되는 각각의 요소들은 상술한 설명과 도 1 내지 도 4를 참조하여 이해하여야 한다.
도 5는 본 발명에 따른 손목관절장치의 수직 작동상태를 나타낸 측면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 손목관절장치의 수평 작동상태를 나타낸 평면도이다.
먼저, 본 발명에 따른 손목관절장치(100)의 수직회동작동을 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이 제 1모터(142a)가 작동됨에 따라 제 1모터(142a)의 회전력이 제 1모터(142a)의 벨트풀리(144a')와 벨트(145a)를 통해 수직감속기어(143a)의 벨트풀리(144a")로 전달되고, 수직감속기어(143a)에서 그 회전비가 조절되어 수직 경사회전 조인트(146a)로 전달된다.
이에 수직 경사회전 조인트(146a)의 주동축(146a')이 회전되고, 주동축(146a')의 경사면(147a')에 밀착되어 있는 종동축(146a")의 경사면(147a")이 가압되면서 가압력에 의해 종동축(146a")이 회전된다.
이때 회전되는 주동축(146a')과 종동축(146a")은 주동축(146a')과 종동축(146a")의 각 경사면(147a', 147a")을 회전가능하게 지지하는 회전축(148a)에 의해 지지되어 회전된다. 이와 동시에 주동축(146a')과 종동축(146a")의 경사면(147a', 147a")의 각도에 의해 종동축(146a")이 회전과 동시에 수직방향으로 회동된다.
한편 상술한 바와 같은 수직 경사회전 조인트(146a)의 작동에 따라 종동축(146a")과 결합되어 있는 주동링크(116)가 종동축(146a")에 의해 회동되며, 주동링크(116)에 결합된 종동링크(117)가 회동된다. 이에 따라 종동링크(117)와 링크결합부(126)에 의해 결합된 다축조인트(120)에 동력이 전달된다.
이때 다축조인트(120)는 손목본체(110)의 수직회동힌지부(111)에 수직방향으로 회동가능하게 결합되어 있어 종동링크(117)에서 전달되는 동력에 의해 수직방향으로 회동된다. 이에 다축조인트(120)가 수직방향으로 회동됨에 따라 다축조인트(120)의 수평회동결합부(124)에 결합된 회동부(130) 또한 수직방향으로 회동된다.
이하 본 발명에 따른 손목관절장치의 수평회동작동을 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이 제 2모터(142b)가 작동됨에 따라 제 2모터(142b)의 회전력이 제 2모터(142b)의 벨트풀리(144b')와 벨트를 통해 수평감속기어(143b)의 벨트풀리(144b")로 전달되고, 수평감속기어(143b)에서 그 회전비가 조절되어 수평 경사회전 조인트(146b)로 전달된다.
이에 수평 경사회전 조인트(146b)의 주동축(146b')이 회전되고, 주동 축(146b')의 경사면(147b')에 밀착되어 있는 종동축(146b")의 경사면(147b")이 가압되면서 가압력에 의해 종동축(146b")이 회전된다.
이때 회전되는 주동축(146b')과 종동축(146b")은 주동축(146b')과 종동축(146b")의 각 경사면(147b', 147b")을 회전가능하게 지지하는 회전축(148b)에 의해 지지되어 회전된다. 이와 동시에 주동축(146b')과 종동축(146b")의 경사면(147b', 147b")의 각도에 의해 종동축(146b")이 회전과 동시에 수평방향으로 회동된다.
한편 상술한 바와 같은 수평 경사회전 조인트(146b)의 작동에 따라 종동축(146b")과 결합되어 있는 회동부(130)가 종동축(146b")에 의해 회동되며, 이때 회동부(130)는 다축조인트(120)의 수평회동결합부(124)에 회동가능하게 결합되어 있어 다축조인트(120)에 대하여 수평방향으로 회동된다.
상술한 바와 같은 손목관절장치(100)의 수직 회동작동과 수평 회동작동은 각각 개별적인 동작에 의해 수행할 수도 있으며, 수직 회동작동과 수평 회동작동을 동시에 수행할 수도 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 손목관절장치 및 이를 이용한 로봇에 따르면, 로봇의 손목관절을 보다 정밀한 동작과 다양한 동작, 그리고 이들 동작들의 복합적인 구동이 가능하기 때문에 보다 인간화된 로봇의 움직임을 구현하도록 함으로써 로봇의 동작 정밀도를 보다 향상시키고, 로봇의 동작 범위를 보다 다양하게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 로봇의 암에 장착되는 손목본체(110);
    상기 손목본체(110)의 일면에 상기 손목본체(110)에 대하여 수직방향으로 회동가능하게 결합되는 다축조인트(120);
    상기 다축조인트(120)의 일측에 상기 다축조인트(120)에 대하여 수평방향으로 회동가능하게 결합되고, 로봇의 핸드장치가 장착되는 회동부(130);
    상기 손목본체(110)에 마련되어 상기 손목본체(110)에 대하여 상기 다축조인트(120)를 수직 회동시키고, 상기 다축조인트(120)에 대하여 상기 회동부(130)를 수평회동시키는 구동부(140)를 구비하는 것을 특징으로 하는 손목관절장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 구동부(140)는,
    상기 손목본체(110)의 일면에 장착되는 제 1모터(142a);
    상기 제 1모터(142a)의 동력을 전달받아 회전되는 수직감속기어(143a);
    상기 수직감속기어(143a)의 동력을 전환하여 전달하는 수직 경사회전 조인트(146a);
    상기 수직 경사회전 조인트(146a)의 회동력을 전달받아 상기 다축조인트(120)를 수직 회동시키는 링크(116);를 구비하는 것을 특징으로 하는 손목관절장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 수직 경사회전 조인트(146a)는,
    상기 수직감속기어(143a)에 연결되며, 단부에 경사면이 형성되는 주동축(146a');
    상기 경사면에 밀착되는 경사면이 형성되고, 상기 주동축(146a')의 회전에 따라 회전됨과 동시에 회동되며, 그 회동운동을 상기 링크(116)로 전달하는 종동축(146a'');을 구비하는 것을 특징으로 하는 손목관절장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 구동부(140)는,
    상기 손목본체(110)의 타면에 장착되는 제 2모터(142b);
    상기 제 2모터(142b)의 동력을 전달받아 회전되는 수평감속기어(143b);
    상기 수평감속기어(143b)의 동력을 전달받아 상기 회동부(130)를 수평 회동시키는 수평 경사회전 조인트(146b);를 구비하는 것을 특징으로 하는 손목관절장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 수평 경사회전 조인트(146b)는,
    상기 수평감속기어(143b)에 연결되며, 단부에 경사면이 형성되는 주동축(146b');
    상기 경사면에 밀착되는 경사면이 형성되고, 상기 주동축(146b')의 회전에 따라 회전됨과 동시에 회동되며, 그 회동운동을 상기 회동부(130)로 전달하는 종동축(146b'');을 구비하는 것을 특징으로 하는 손목관절장치.
  6. 상체프레임(12);
    상기 상체프레임(12)의 양측에 각각 설치되는 한쌍의 암(14R, 14L);
    상기 상체프레임(12)의 상측에 설치되는 헤드부(18);
    상기 상체프레임(12)의 하부에 지지 및 이동을 위하여 마련되는 하체부;를 구비하며,
    상기 각 암(14R, 14L)에 설치되는 손목본체(110)와, 상기 손목본체(110)의 일면에 상기 손목본체(110)에 대하여 수직방향으로 회동가능하게 결합되는 다축조인트(120)와, 상기 다축조인트(120)의 일측에 상기 다축조인트(120)에 대하여 수평방향으로 회동가능하게 결합되고, 로봇의 핸드장치가 장착되는 회동부(130)와, 상기 손목본체(110)에 마련되어 상기 손목본체(110)에 대하여 상기 다축조인트(120)를 수직 회동시키고, 상기 다축조인트(120)에 대하여 상기 회동부(130)를 수평회동시키는 구동부상기 회동부(130)를 포함하는 손목관절장치(100)를 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 구동부(140)는,
    상기 손목본체(110)의 일면에 장착되는 제 1모터(142a);
    상기 제 1모터(142a)의 동력을 전달받아 회전되는 수직감속기어(143a);
    상기 수직감속기어(143a)의 동력을 전환하여 전달하는 수직 경사회전 조인트(146a);
    상기 수직 경사회전 조인트(146a)의 회동력을 전달받아 상기 다축조인트(120)를 수직 회동시키는 링크(116);를 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 수직 경사회전 조인트(146a)는,
    상기 수직감속기어(143a)에 연결되며, 단부에 경사면이 형성되는 주동축(146a');
    상기 경사면에 밀착되는 경사면이 형성되고, 상기 주동축(146a')의 회전에 따라 회전됨과 동시에 회동되며, 그 회동운동을 상기 링크(116)로 전달하는 종동축(146a'');을 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 구동부(140)는,
    상기 손목본체(110)의 타면에 장착되는 제 2모터(142b);
    상기 제 2모터(142b)의 동력을 전달받아 회전되는 수평감속기어(143b);
    상기 수평감속기어(143b)의 동력을 전달받아 상기 회동부(130)를 수평 회동시키는 수평 경사회전 조인트(146b);를 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 수평 경사회전 조인트(146b)는,
    상기 수평감속기어(143b)에 연결되며, 단부에 경사면이 형성되는 주동축(146b');
    상기 경사면에 밀착되는 경사면이 형성되고, 상기 주동축(146b')의 회전에 따라 회전됨과 동시에 회동되며, 그 회동운동을 상기 회동부(130)로 전달하는 종동축(146b'');을 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇.
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