KR100801799B1 - Compensating Device of Motors for the Torque due to Gravity - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중심에 모터의 회전축이 통과하며 모터의 회전운동에 독립되어 지지대에 고정되는 고정판과 상기 고정판에 대접하여 밀착하는 원판으로서, 중심이 상기 모터의 회전축에 결합되어 회전되는 회전판과 상기 고정판 또는 회전판의 대향면 중 하나의 면에 원주를 따라 적어도 하나 이상 형성된 슬롯과 상기 슬롯이 형성되지 않은 대향면에 형성되어 상기 슬롯에 삽입되는 탄성판과 상기 슬롯에 삽입되고 상기 탄성판에 접하여 원주방향으로 탄성력을 발생시키는 스프링으로 구성된 탄성수단으로 구성되어 상기 회전판에 결합되는 부하의 회전각에 따라 중력 토크에 의한 중력부하가 발생되면, 상기 탄성수단에서 발생되는 원주방향의 탄성력에 의하여 보상되는 것을 특징으로 하는 모터의 중력보상기에 관한 것이다.The present invention is a disk that the rotation axis of the motor passes in the center and is independent of the rotational movement of the motor is fixed to the support plate and the plate in close contact with the fixed plate, the center plate is coupled to the rotating shaft of the motor and the fixed plate or At least one slot formed along one of the opposite surfaces of the rotating plate along the circumference and on the opposite surface where the slot is not formed and inserted into the slot and inserted into the slot and in contact with the elastic plate in the circumferential direction Composed of an elastic means consisting of a spring for generating an elastic force when the gravity load by the gravity torque is generated in accordance with the rotation angle of the load coupled to the rotating plate, characterized in that compensated by the circumferential elastic force generated in the elastic means It relates to the gravity compensator of the motor.

본 발명에 의하여 상기 중력 토크에 의하여 발생되는 부하모멘트를 회전각에 따라 자연 보상시키고, 종래의 중력보상방법과 전혀 달리 모터의 크기 변경이나, 감속기어 등을 사용하지 않고 중력보상을 실행함으로써, 로봇 등의 장치에 장착하여도 오히려 전체 설비를 소형 경량화시키며, 모터의 출력의 낭비를 축소시켜주는 모터의 중력보상기가 제공되는 이점이 있다.According to the present invention, the load moment generated by the gravity torque is naturally compensated according to the rotation angle, and unlike the conventional gravity compensation method, gravity compensation is performed without changing the size of the motor or using a reduction gear. Rather, it is advantageous in that the gravity compensator of the motor is provided to reduce the waste of the output of the motor even though it is mounted on such a device.

중력 토크, 부하모멘트, 탄성력, 고정단, 자유단, 중력보상 Gravity torque, load moment, elastic force, fixed end, free end, gravity compensation

Description

모터의 중력보상기{Compensating Device of Motors for the Torque due to Gravity}Compensating Device of Motors for the Torque due to Gravity

도 1은 본 발명에 따른 모터의 중력 보상기의 고정판에 대한 예시적 사시도1 is an exemplary perspective view of a fixed plate of a gravity compensator of a motor according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 모터의 중력보상기의 회전판에 대한 예시적 사시도Figure 2 is an exemplary perspective view of the rotating plate of the gravity compensator of the motor according to the present invention

도 3은 본 발명에 따른 모터의 중력보상기를 장착한 장치의 측면도Figure 3 is a side view of the device equipped with a gravity compensator of the motor according to the present invention

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 중력보상기의 실시상태를 도시한 평면 구조도4 to 6 is a plan view showing an embodiment of a gravity compensator according to the present invention

*도면의 주요부분에 관한 부호의 설명** Explanation of symbols on main parts of drawings *

10 : 고정판 20 : 회전판10: fixed plate 20: rotating plate

30 : 탄성수단 31 : 스프링30: elastic means 31: spring

32 : 슬롯 33 : 탄성판32: slot 33: elastic plate

40 : 부하40: load

100 : 모터 110 : 감속기100: motor 110: reducer

본 발명은 중심에 모터의 회전축이 통과하며 모터의 회전운동에 독립되어 지 지대에 고정되는 고정판과 상기 고정판에 대접하여 밀착하는 원판으로서, 중심이 상기 모터의 회전축에 결합되어 회전되는 회전판과 상기 고정판 또는 회전판의 대향면 중 하나의 면에 원주를 따라 적어도 하나 이상 형성된 슬롯과 상기 슬롯이 형성되지 않은 대향면에 형성되어 상기 슬롯에 삽입되는 탄성판과 상기 슬롯에 삽입되고 상기 탄성판에 접하여 원주방향으로 탄성력을 발생시키는 스프링으로 구성된 탄성수단으로 구성되어 상기 회전판에 결합되는 부하의 회전각에 따라 중력 토크에 의한 중력부하가 발생되면, 상기 탄성수단에서 발생되는 원주방향의 탄성력에 의하여 보상되는 것을 특징으로 하는 모터의 중력보상기에 관한 것이다.The present invention is a disc that is in close contact with the fixed plate and the fixed plate fixed to the ground and independent of the rotational movement of the motor passing through the rotational movement of the motor in the center, the center plate is coupled to the rotating shaft of the motor and the fixed plate Or an elastic plate inserted into the slot and inserted into the slot and formed in an opposite surface where the slot is not formed and at least one slot formed along the circumference of one of the opposite surfaces of the rotating plate, the circumferential direction contacting the elastic plate. Composed of an elastic means consisting of a spring for generating an elastic force to the gravity load caused by the gravity torque in accordance with the rotation angle of the load coupled to the rotating plate, characterized in that compensated by the elastic force in the circumferential direction generated by the elastic means It relates to a gravity compensator of a motor to be.

일반적으로 로봇이나 자동화 기계의 구동모터의 회전축에 연결된 링크에 가해지는 부하는 회전각에 따라 중력의 영향으로 부하 토크(이하 '중력 토크'라 함)가 증가한다.In general, the load applied to the link connected to the rotary shaft of the drive motor of a robot or automated machine increases the load torque (hereinafter referred to as 'gravity torque') due to the influence of gravity.

즉, 작업물체나 로봇 팔이 회전할 때, 회전각이 커짐에 따라 중력으로 인한 모멘트가 커져, 구동모터에는 회전각에 비례하여 커지는 부하모멘트가 발생한다. 이러한 부하모멘트에 대항하기 위하여 모터는 부하의 회전력에 상기 부하모멘트를 극복하는 출력을 더하여야 한다. That is, when the workpiece or robot arm rotates, the moment due to gravity increases as the rotation angle increases, and a load moment that increases in proportion to the rotation angle occurs in the driving motor. To counter this load moment, the motor must add an output that overcomes the load moment to the torque of the load.

그런데, 일반적으로 모터는 회전수는 빠르나 구동 토크가 약한 단점이 있어서, 상기 중력 토크에 의하여 발생되는 부하모멘트를 극복하기 위하여는 모터의 크기를 키우거나, 감속기어 등을 사용했으나 이러한 종래의 기술방식은 부피나 중량이 크게 증가하여, 로봇 등의 장치에 장착할 경우 소형 경량화 장치를 제조할 수 없으며, 모터 출력의 낭비가 많아지는 문제점이 있다.However, in general, since the motor has a high rotational speed but a weak driving torque, in order to overcome the load moment generated by the gravity torque, the motor is increased in size, or a reduction gear is used. Since the volume or weight of silver is greatly increased, it is impossible to manufacture a compact and lightweight device when mounted on a device such as a robot, and there is a problem in that waste of motor output is increased.

상기 문제점을 해소하기 위하여 종래기술방식에서는 감속기의 부피나 무게를 줄이기 위해서 유성기어 형태의 하모닉드라이버나 RV 감속기 등을 모터축에 직결하여 토크성능을 개선하기도 하나, 하모닉드라이버나 RV 감속기는 일반 감속기에 비해 상대적으로 감속기의 부피나 무게는 적으나 구동 모터에 비해 여전히 크고 일정한 감속비 이상에서는 토크성능은 제한되는 문제점이 있다. In order to solve the above problems, in the prior art, a planetary gear type harmonic driver or RV reducer is directly connected to the motor shaft to reduce the volume or weight of the reducer, but the torque performance is improved. In comparison, although the volume or weight of the reducer is relatively small, the torque performance is limited when the drive motor is still larger than the driving motor and above a certain reduction ratio.

상기한 문제점을 해소하기 위하여 본 발명은 상기 중력 토크에 의하여 발생되는 부하모멘트를 회전각에 따라 자연 보상시키는 모터의 중력보상기를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a gravity compensator of a motor that naturally compensates the load moment generated by the gravity torque according to the rotation angle.

또한, 종래의 중력보상방법과 전혀 달리 모터의 크기 변경이나, 감속기어 등을 사용하지 않고 중력보상을 실행함으로써, 로봇 등의 장치에 장착하여도 오히려 전체 설비를 소형 경량화시키며, 모터의 출력의 낭비를 축소시켜주는 모터의 중력보상기를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, unlike the conventional gravity compensation method, gravity compensation is performed without changing the size of the motor or using a reduction gear, so that the entire equipment can be reduced in size and light weight even when mounted on a robot or the like, and the output of the motor is wasted. An object of the present invention is to provide a gravity compensator of a motor that reduces the pressure.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 중심에 모터의 회전축이 통과하며 모터의 회전운동에 독립되어 지지대에 고정되는 고정판과 상기 고정판에 대접하여 밀착하는 원판으로서, 중심이 상기 모터의 회전축에 결합되어 회전되는 회전판과 상기 고정판 또는 회전판의 대향면 중 하나의 면에 원주를 따라 적어도 하나 이상 형성된 슬롯과 상기 슬롯이 형성되지 않은 대향면에 형성되어 상기 슬롯에 삽입되 는 탄성판과 상기 슬롯에 삽입되고 상기 탄성판에 접하여 원주방향으로 탄성력을 발생시키는 스프링으로 구성된 탄성수단으로 구성되어 상기 회전판에 결합되는 부하의 회전각에 따라 중력 토크에 의한 중력부하가 발생되면, 상기 탄성수단에서 발생되는 원주방향의 탄성력에 의하여 보상되는 것을 특징으로 하는 모터의 중력보상기를 기술적 요지로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a disc that is in close contact with the fixed plate and the fixed plate fixed to the support plate independent of the rotational movement of the motor passes through the center, the center is coupled to the rotating shaft of the motor At least one slot formed along at least one slot along the circumference of the rotating plate and one of the opposite surfaces of the fixed plate or the rotating plate and the opposite surface where the slot is not formed and inserted into the slot and the elastic plate inserted into the slot. Consisting of the elastic means consisting of a spring in contact with the elastic plate to generate an elastic force in the circumferential direction when the gravity load caused by gravity torque is generated in accordance with the rotation angle of the load coupled to the rotating plate, the circumferential direction generated in the elastic means The gravity compensator of the motor, characterized in that compensated by the elastic force The Giro.

여기서 상기 탄성수단은 하나의 슬롯당 하나의 스프링이 상기 슬롯과 탄성판 사이에서 일측은 고정단으로 형성되고 타측은 자유단으로 형성되도록 삽입되어 단방향 회전에 의한 중력 토크를 보상하는 것을 특징으로 하는 모터의 중력보상기로 되는 것이 바람직하다.Wherein the elastic means is one spring per one slot is inserted between the slot and the elastic plate one side is formed as a fixed end and the other side is formed as a free end motor characterized in that for compensating the gravity torque due to unidirectional rotation It is preferable to be a gravity compensator of.

또한 상기 탄성수단은 하나의 슬롯당 상기 탄성판의 양측으로 두개의 스프링이 상기 슬롯과 탄성판 사이에서 일측은 고정단으로 형성되고 타측은 자유단으로 형성되도록 삽입되어 양방향 회전에 의한 중력 토크를 보상하는 것을 특징으로 하는 모터의 중력 보상기로 되는 것도 바람직하다.In addition, the elastic means is inserted into both sides of the elastic plate per one slot between the spring and the elastic plate, one side is formed as a fixed end and the other side is formed as a free end to compensate for the gravity torque by bidirectional rotation It is also preferred that the motor is a gravity compensator.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known technology or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. will be.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. The terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to intentions or customs of users or operators, and the definitions should be made based on the contents throughout the specification for describing the present invention.

이하, 설명에 참조하는 도 1은 본 발명에 따른 모터의 중력 보상기의 고정판에 대한 예시적 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 모터의 중력보상기의 회전판에 대한 예시적 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 모터의 중력보상기를 장착한 장치의 측면도이며, 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 중력보상기의 실시상태를 도시한 평면 구조도이다. 1 is an exemplary perspective view of the stationary plate of the gravity compensator of the motor according to the present invention, Figure 2 is an exemplary perspective view of the rotating plate of the gravity compensator of the motor according to the present invention, Figure 3 4 is a side view of a device equipped with a gravity compensator of the motor according to the present invention, and FIGS. 4 to 6 are plan views showing an embodiment of the gravity compensator according to the present invention.

본 발명은 로봇이나 자동화 기계의 구동모터 회전축에 연결된 링크(부하)에 중력의 영향으로 부하 토크(이하 이를 '중력 토크'라 함)가 증가할 때, 이 중력 토크를 줄이거나 상쇄하는 중력보상 장치에 대한 것이다. 보다 구체적으로는 도 3에 도시된 바와 같이 로봇이나 자동화 기계의 구동모터 회전축에 중력의 영향으로 증가한 중력 토크를 줄이거나 상쇄시키기 위해서 스프링의 압축력이나 인장력을 이용하여 중력을 보상할 수 있는 장치를 구성하여, 이를 구동모터(100)의 회전축에 직결하거나 회전축에 부착된 하모닉 드라이버나 RV 감속기와 같은 감속기(110)의 축에 직결하여 사용하는 장치에 관한 것이다. The present invention is a gravity compensation device that reduces or offsets the gravity torque when the load torque (hereinafter referred to as 'gravity torque') increases due to the gravity effect on the link (load) connected to the drive motor rotation axis of the robot or automation machine It is about. More specifically, as shown in FIG. 3, an apparatus capable of compensating gravity by using compression force or tension force of a spring to reduce or offset the gravity torque increased by the influence of gravity on the rotational axis of the drive motor of a robot or an automated machine is configured. Thus, the present invention relates to a device used directly in connection with a shaft of a reducer 110, such as a harmonic driver or an RV reducer, directly connected to the rotating shaft of the drive motor 100 or attached to the rotating shaft.

상기 본 발명은 크게 고정판(10)과 회전판(20) 그리고 상기 고정판(10)과 회전판(20) 사이에 형성되는 탄성수단(30)으로 구성된다.The present invention is largely composed of a fixed plate 10 and the rotating plate 20 and the elastic means 30 formed between the fixed plate 10 and the rotating plate 20.

이하 본 발명을 상세히 설명하면, 로봇의 팔 또는 다리에 사용되는 모터와 같이 고속으로 회전하는 모터가 아닌 저속 모터의 경우에는 부하의 회전각에 따라, 중력에 의한 토크가 다르게 발생되며, 상기 토크에 대응하기 위한 모터의 힘이 추가로 필요하게 된다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the case of a low-speed motor other than a motor that rotates at a high speed such as a motor used for an arm or a leg of a robot, torque due to gravity is generated differently according to the rotation angle of the load. The power of the motor to cope is additionally needed.

따라서 그러한 용도에 사용되는 모터의 최대 출력은 최대 토크의 양을 고려 하여 결정되므로, 모터의 크기가 커지는 원인이 된다. Therefore, the maximum output of the motor used for such applications is determined in consideration of the maximum torque, which causes the motor to grow in size.

본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이 모터(100)와 부하(40)의 사이에 장착되어 상기와 같이 중력에 의해 발생되는 토크를 보상하는 장치로서, 모터(100)의 출력부에 결합되는 두개의 원판과 상기 원판이 사이에 형성되는 탄성수단으로 구성된다.The present invention is mounted between the motor 100 and the load 40 as shown in Figure 3 as a device for compensating the torque generated by gravity as described above, two coupled to the output of the motor 100 The disk and the disk is composed of elastic means formed between.

상기 원판 중 하나는 모터의 구동과 독립되어 고정된 고정판(10)이며, 다른 하나는 상기 모터의 구동력을 받아 구동하는 회전판(20)이다.One of the discs is a fixed plate 10 fixed independently of the driving of the motor, and the other is a rotating plate 20 driven by the driving force of the motor.

상기 고정판(10)과 회전판(20)의 사이에는 상기한 탄성수단(30)이 형성되는데, 상기 탄성수단(30)은 상기 고정판(10)에 지지되어 상기 회전판(20)에 상기 회전판(20)의 회동운동 방향과 반대되는 탄성력을 제공한다.The elastic means 30 is formed between the fixed plate 10 and the rotating plate 20, wherein the elastic means 30 is supported by the fixed plate 10 to the rotating plate 20 to the rotating plate 20. It provides an elastic force opposite to the direction of rotational movement.

이하 본 발명의 구성에 대하여 상세히 살펴보면, 상기 고정판(10)은 중심에 모터(100)의 회전축이 모터의 회전운동에 독립되어 통과하며, 그 몸체가 지지대 등의 설비에 고정되는 원판이다.Looking in detail with respect to the configuration of the present invention, the fixed plate 10 is a disk in which the rotating shaft of the motor 100 passes independently of the rotational movement of the motor in the center, the body is fixed to the facility, such as a support.

본 발명의 상기 회전판(20)은 상기 고정판(10)에 대접하여 밀착하는 원판으로서, 중심이 상기 모터(100)의 회전축(감속기를 통과한 회전축을 포함함은 물론이다.)에 결합되어 모터(100)의 회전력에 따라 회전된다.The rotating plate 20 of the present invention is a disk that is in close contact with the fixing plate 10, the center is coupled to the rotating shaft of the motor 100 (including the rotating shaft passed through the reducer, of course) the motor ( Rotates according to the rotation force of 100).

상기 탄성수단(30)은 상기 회전판(20)의 회전상태와 고정판(10)의 고정상태를 매개하는 장치로서, 그 매개 수단을 탄성력에 의지한다.The elastic means 30 is a device for mediating the rotational state of the rotating plate 20 and the fixed state of the fixed plate 10, the medium means rely on the elastic force.

상기 고정판(10)과 회전판(20)의 관계를 일반적인 스프링에 있어서 고정단과 자유단의 관계로 이해하여도 족할 것이다.The relationship between the fixed plate 10 and the rotating plate 20 may be understood as a relationship between the fixed end and the free end in a general spring.

상기 탄성수단(30)은 상기 회전판(20)과 고정판(10) 사이에 형성되는 슬롯(32), 스프링(31), 탄성판(33)으로 구성되는데, 자세하게는 상기 슬롯(32)은 상기 고정판(10) 또는 회전판(20)의 대향면 중 하나의 면에 원주를 따라 적어도 하나 이상 형성된 요홈이다.The elastic means 30 is composed of a slot 32, a spring 31, an elastic plate 33 formed between the rotating plate 20 and the fixed plate 10, in detail, the slot 32 is the fixed plate At least one groove along the circumference is formed in one of the opposite surfaces of the 10 or the rotating plate 20.

상기 슬롯(32)은 스프링이 안착될 수 있을 정도의 길이와 넓이를 가지는 것이 바람직하며, 슬롯(32)의 모양은 회전운동이 올바르게 전달될 수 있도록 모터 축을 중심으로 하는 원호의 모양이 되어야 할 것이다.Preferably, the slot 32 has a length and width such that the spring can be seated, and the shape of the slot 32 should be the shape of an arc around a motor shaft so that rotational motion can be correctly transmitted. .

상기 탄성판(33)은 상기 슬롯(32)이 형성되지 않은 상기 회전판(20) 또는 고정판(10)의 대향면(상기 슬롯이 고정판에 형성되었다면, 회전판의 대향면이 될 것이다.)에 형성된다.The elastic plate 33 is formed on the opposite surface of the rotating plate 20 or the fixed plate 10, in which the slot 32 is not formed (if the slot is formed on the fixed plate, it will be the opposite surface of the rotating plate). .

상기 탄성판(33)은 상기 회전판(20)과 고정판(10)을 밀착접촉시킬 때, 상기 슬롯(32)에 삽입되는 판형의 돌출구조물로서, 상기 슬롯(32)당 하나의 탄성판(33)이 삽입되는 갯수로 형성한다. The elastic plate 33 is a plate-shaped protruding structure inserted into the slot 32 when the rotating plate 20 and the stationary plate 10 in close contact with each other, one elastic plate 33 per slot 32. It is formed by the number of inserts.

상기 스프링(31)은 상기 슬롯(32)에 삽입되며, 상기 탄성판(33)에 접하여 상기 회전판(20)의 회전시 탄성판(33)이 스프링(31)을 누르면 상기 스프링(31)은 슬롯 내벽에 반탄되어 회전방향과 반대되는 방향으로 탄성력을 제공한다.The spring 31 is inserted into the slot 32, the spring 31 is a slot when the elastic plate 33 presses the spring 31 during the rotation of the rotating plate 20 in contact with the elastic plate 33 It is antireflected to the inner wall to provide elastic force in the direction opposite to the rotation direction.

이와 같이 구성되는 고정판(10)과 회전판(20)의 실시예를 도 1과 도 2와 같이 도시할 수 있다.Embodiments of the fixed plate 10 and the rotating plate 20 configured as described above may be illustrated as shown in FIGS. 1 and 2.

도 1은 상기 탄성수단의 슬롯(32)과 스프링(31)이 형성된 고정판의 예시도이며, 도 2는 상기 탄성수단의 탄성판(33)이 형성된 회전판의 예시도이나, 고정판과 회전판의 개념을 바꾸어도 본 발명의 기술적 내용이 실현됨은 물론이다.1 is an exemplary view of a fixing plate formed with the slot 32 and the spring 31 of the elastic means, Figure 2 is an illustration of a rotating plate formed with the elastic plate 33 of the elastic means, but the concept of the fixed plate and the rotating plate It goes without saying that the technical content of the present invention is realized even if it changes.

상기 스프링(31)의 결합상태에 따라, 본 발명의 반탄력은 방향성을 가지게 되는데, 하나의 슬롯(32)당 하나의 스프링(31)이 상기 슬롯(32)과 탄성판(33) 사이에서 일측은 고정단으로 형성되고 타측은 자유단으로 형성되도록 삽입되면, 본 발명은 단방향 회전에 의한 중력 토크를 보상하는 모터의 중력보상기가 된다.According to the coupling state of the spring 31, the anti-elasticity of the present invention has a directional, one spring 31 per one slot 32 is one side between the slot 32 and the elastic plate 33 When it is formed as a fixed end and the other side is inserted to be formed as a free end, the present invention is a gravity compensator of the motor to compensate the gravity torque by the unidirectional rotation.

이때, 상기 고정단은 슬롯(32)(정확하게는 원호로 길게 연장된 슬롯의 단부 측벽이 될 것이다) 또는 탄성판(33) 중 하나이면 될 것이며, 이러할 경우에는 상기 자유단은 나머지 슬롯(32) 또는 탄성판(33)이 될 것이다.In this case, the fixed end may be one of the slot 32 (exactly, it will be the end sidewall of the arc-extending slot) or the elastic plate 33, in which case the free end is the remaining slot 32. Or an elastic plate 33.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 슬롯(32)의 길이를 스프링(31)에 비하여 크게 형성시키고, 상기 슬롯(32) 또는 탄성판(33)에 동시에 스프링(31)의 고정단이 형성될 수도 있는데, 이러할 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이 탄성력이 0인 점을 중심으로 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 양방향의 탄성력(인장, 압축력)이 형성되어 양방향 회전에 의한 중력토크를 보상하는 모터의 중력 보상기로 형성할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 4, the length of the slot 32 may be made larger than that of the spring 31, and a fixed end of the spring 31 may be simultaneously formed in the slot 32 or the elastic plate 33. In this case, as illustrated in FIG. 4, bidirectional elastic forces (tensile and compressive forces) are formed as shown in FIGS. 5 and 6 around zero points of elastic force to compensate for gravity torque due to bidirectional rotation. It can be formed as a gravity compensator of the motor.

상기 양방향 보상은 하나의 슬롯(32)당 상기 탄성판(33)의 양측으로 두개의 스프링(31)이 상기 슬롯(32)과 탄성판(33) 사이에서 일측은 고정단으로 형성되고 타측은 자유단으로 형성되도록 삽입되어도 형성 가능하다.The bidirectional compensation is that two springs 31 are formed on both sides of the elastic plate 33 per one slot 32 between one side of the slot 32 and the elastic plate 33 as a fixed end and the other side is free. It can be formed even if it is inserted to form a stage.

이하 본 발명의 동작에 관하여 살펴보면, 구동모터(100)나 구동모터(100)에 연결된 감속기(110)의 회전축은 상기 고정판(10)의 중심을 통과하여, 부하(로봇 팔 등)가 연결된 상기 회전판(20)에 결합된다. 모터(100)나 감속기(110)의 회전에 따 라 회전판(20)은 같이 회전하며, 회전판(20)에 결합된 작업물체나 로봇 팔과 같은 부하(40)가 회전함에 따라 중력의 영향을 받을 때, 상기 고정판(10)과 회전판(20) 사이에 형성된 탄성수단에 내재하는 스프링(31)은 링크(부하)의 회전량에 비례하여 수축하거나 압축한다. Referring to the operation of the present invention, the rotary shaft of the reduction motor 110 connected to the drive motor 100 or the drive motor 100 passes through the center of the fixed plate 10, the rotating plate connected to the load (robot arm, etc.) Coupled to (20). As the motor 100 or the reducer 110 rotates, the rotating plate 20 rotates together and may be affected by gravity as the load 40 such as the workpiece or robot arm coupled to the rotating plate 20 rotates. At this time, the spring 31 inherent in the elastic means formed between the fixed plate 10 and the rotating plate 20 is contracted or compressed in proportion to the amount of rotation of the link (load).

즉, 작업물체나 로봇 팔 등의 링크 부하(40)가 회전할 때, 중력으로 인하여 부하모멘트가 커지고 회전각(θ)이 커짐에 따라 중력으로 인한 모멘트가 증가되면 구동모터에는 sin값에 비례하여 중력 토크가 증가하는데, 상기 탄성수단 내의 스프링(31)이 인장 내지 압축되어 반작용 토크가 발생한다. 이때 발생된 반작용 토크는 구동모터(100)에 가해지는 중력으로 인한 중력 토크의 양을 보상해주게 된다.That is, when the link load 40 such as the workpiece or the robot arm rotates, if the load moment increases due to gravity and the moment due to gravity increases as the rotation angle θ increases, the driving motor is proportional to the sin value. Gravity torque increases, with the spring 31 in the elastic means being tensioned or compressed to produce reaction torque. The reaction torque generated at this time compensates for the amount of gravity torque due to gravity applied to the driving motor 100.

이상 설명한 본 발명에 의하면, 본 발명은 모터(100)의 출력단과 부하(40) 사이에 결합되는 장치로서, 부하(40)의 종류가 로봇의 팔과 같은 저속 회전제어 구동되는 것일 경우에 중력에 의하여 부하에 걸리는 중력 토크를 보상하는 장치이다.According to the present invention described above, the present invention is a device that is coupled between the output terminal of the motor 100 and the load 40, the type of the load 40 is driven by gravity when the low speed rotation control drive, such as the arm of a robot It is a device that compensates the gravity torque applied to the load.

즉, 종래에는 로봇의 암과 같이 길이가 있는 부하(40)는 회전각에 따라 중력에 의한 토크가 발생되므로, 이를 극복하기 위하여 모터(100)의 출력이 증가하여야 하였으나, 본 발명에 의하면 회전각에 비례하여 증가되는 탄성력에 의하여 상기 중력 토크를 보상할 수 있으므로 모터의 출력 낭비를 줄이고, 모터에 가중되는 부하량을 축소시킬 수 있으므로, 소형 경량의 장치를 구성할 수 있게 된다.That is, in the related art, the load 40 having a length, such as the arm of a robot, is generated by torque due to gravity according to the rotation angle, so in order to overcome this, the output of the motor 100 has to be increased. Since the gravitational torque can be compensated for by the elastic force increased in proportion to, the output power of the motor can be reduced, and the load applied to the motor can be reduced, thereby making it possible to construct a compact and lightweight device.

이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 실시예는 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예에 불과하며, 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.Embodiments shown for the purpose of the present invention described above are only one embodiment in which the present invention is embodied, and as shown in the drawings, it can be seen that various forms of combinations are possible to realize the gist of the present invention.

따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the following claims. It will be said that the technical spirit of this invention is to the extent possible.

이상 설명한 본 발명에 의하여 상기 중력 토크에 의하여 발생되는 부하모멘트를 회전각에 따라 자연 보상시키는 모터의 중력보상기가 제공되는 이점이 있다.According to the present invention described above there is an advantage that the gravity compensator of the motor to naturally compensate the load moment generated by the gravity torque according to the rotation angle is provided.

또한, 종래의 중력보상방법과 전혀 달리 모터의 크기 변경이나, 감속기어 등을 사용하지 않고 중력보상을 실행함으로써, 로봇 등의 장치에 장착하여도 오히려 전체 설비를 소형 경량화시키며, 모터의 출력의 낭비를 축소시켜주는 모터의 중력보상기가 제공되는 이점이 있다.In addition, unlike the conventional gravity compensation method, gravity compensation is performed without changing the size of the motor or using a reduction gear, so that the entire equipment can be reduced in size and light weight even when mounted on a robot or the like, and the output of the motor is wasted. There is an advantage that the gravity compensator of the motor is provided to reduce the.

그리고, 모터에 과도한 외력이나 충격이 있을 때 구동모터나 감속기에 충격을 완화시키는 부가적인 성능을 갖는 장점이 있다. And, when there is excessive external force or shock to the motor has the advantage of having the additional performance to mitigate the shock to the drive motor or reducer.

Claims (4)

중심에 모터의 회전축이 통과하는 원판으로서, 모터의 회전운동에 독립되어 지지대에 고정되는 고정판과;A disk through which a rotating shaft of the motor passes in a center thereof, the fixing plate being fixed to a support independent of the rotational movement of the motor; 상기 고정판에 대접하여 밀착하는 원판으로서, 중심이 상기 모터의 회전축에 결합되어 회전되는 회전판과;A disk in close contact with the fixed plate, the rotating plate having a center coupled to the rotating shaft of the motor and rotating; 상기 고정판 또는 회전판의 대향면 중 일측 대향면에 원주를 따라 적어도 하나 이상 형성된 슬롯과, 상기 슬롯에 삽입되는 스프링과, 상기 고정판 또는 회전판의 대향면 중 타측 대향면에 상기 슬롯에 삽입되어 상기 스프링을 지지하는 탄성판으로 형성되어 회전판의 회전방향과 반대방향으로 탄성력을 발생시키는 탄성수단으로;At least one slot formed along one circumference along one circumference of the opposite surface of the fixed plate or the rotating plate, a spring inserted into the slot, and the spring inserted into the slot on the other opposite surface of the opposite surface of the fixed plate or the rotating plate to form the spring. It is formed of an elastic plate for supporting the elastic means for generating an elastic force in a direction opposite to the rotation direction of the rotating plate; 구성되어 상기 회전판에 결합되는 부하의 회전각에 따라 중력 토크에 의한 중력부하가 발생되면, 상기 탄성수단에서 발생되는 원주방향의 탄성력에 의하여 보상되는 것을 특징으로 하는 모터의 중력보상기. The gravity compensator of the motor, characterized in that compensated by the elastic force in the circumferential direction generated by the elastic means when the gravity load is generated according to the rotation angle of the load coupled to the rotating plate. 제1항에 있어서 상기 탄성수단은,According to claim 1, wherein the elastic means, 하나의 슬롯당 하나의 스프링이 상기 슬롯 단부 내벽과 탄성판 사이에서 일측은 고정단으로 형성되고 타측은 자유단으로 형성되도록 삽입되어 One spring per slot is inserted between the slot end inner wall and the elastic plate so that one side is formed as a fixed end and the other side is formed as a free end. 단방향 회전에 의한 중력 토크를 보상하는 것을 특징으로 하는 모터의 중력보상기.Gravity compensator of the motor, characterized in that for compensating the gravity torque by the unidirectional rotation. 제1항에 있어서 상기 스프링은 The method of claim 1 wherein the spring 상기 슬롯 단부 내벽과 탄성판 양측에 고정단이 형성되어Fixed ends are formed on both sides of the slot end inner wall and the elastic plate. 양방향 회전에 대한 중력 토크를 보상하는 것을 특징으로 하는 모터의 중력 보상기.A gravity compensator of a motor, characterized by compensating gravity torque for bidirectional rotation. 제1항에 있어서 상기 탄성수단은 The method of claim 1 wherein the elastic means 하나의 슬롯당 상기 탄성판의 양측으로 두개의 스프링이 상기 슬롯과 탄성판 사이에서 일측은 고정단으로 형성되고 타측은 자유단으로 형성되도록 삽입되어 Two springs are inserted into both sides of the elastic plate per one slot so that one side is formed as a fixed end and the other side is formed as a free end between the slot and the elastic plate. 양방향 회전에 의한 중력 토크를 보상하는 것을 특징으로 하는 모터의 중력 보상기.The gravity compensator of the motor, characterized in that for compensating the gravity torque by the bidirectional rotation.
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