KR100884274B1

KR100884274B1 - 모듈형 로봇 구동부의 사용이 편리한 결합구조

Info

Publication number: KR100884274B1
Application number: KR1020070123965A
Authority: KR
Inventors: 박찬훈; 경진호; 박동일
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-02-17

Abstract

본 발명은 모듈형 로봇 구동부의 결합구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상단은 입력케이블이 접속되는 입력커넥터를 구비하고, 양측면은 각각 내륜에 나사탭을 형성한 1베어링과 하중 및 모멘트를 지지하는 2베어링을 장착하며, 내부는 상기 입력커넥터와 접속되는 중공의 앰프와, 상기 앰프의 일측에 구비되며 앰프로부터 전원 및 신호를 인가받는 중공형 모터와 상기 모터와 연동되며 앰프로부터 전원 및 신호를 인가받는 중공형 감속기를 포함하는 고정하우징과; 상기 고정하우징의 2베어링의 내륜에 일측면이 결합되고 상부는 상기 앰프와 연결된 연결케이블이 연결되는 출력커넥터가 구비되며 상기 내륜에 의해 회전되는 회전하우징과; 상기 고정하우징과 회전하우징의 각각의 일측면을 기준으로 각각의 하부 일측면과 상기 하부 일측면으로부터 하부로 굴절되어 일정길이 연장된 연결부재를 구비하되, 상기 연결부재의 일측에는 관통공을 형성하여, 상기 베어링의 내륜과 회전하우징의 타측면에 연결부재의 일단측을 각각 결합하고, 상기 연결부재의 타단측은 또 다른 모듈의 양측에 고정함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 모듈형 로봇 구동부의 사용이 편리한 결합구조에 관한 것이다.

로봇, 케이블, 중공형 모터, 모듈

Description

모듈형 로봇 구동부의 사용이 편리한 결합구조{Easy linking structure for modular robot actuation system}

오늘날 로봇은 사람을 대신하여 각종 작업을 수행하는 도구로서 매우 중요한 역할을 수행하고 있다. 로봇은 주로 사람의 팔을 대신하여 제조업 생산라인에서 물류, 조립, 용접, 페인팅을 비롯한 여러 형태 작업의 자동화에 사용됨으로서 생산성 향상과 함께 비인간적인 작업으로부터 인간을 보호하는데 기여하고 있을 뿐 아니라 인간이 작업할 수 없는 극한환경의 작업, 예를 들면, 핵발전소의 방사선 오염지역, 독극물 오염지역, 해저, 우주작업 등에서 인간을 대신하여 다양한 작업을 수행하고 있다.

한편, 이러한 로봇의 효용성이 점차 증대됨에 따라 각 교육기관 및 연구기관에서는 로봇의 개발을 위해 교육용, 연구용 로봇을 구비하고 있는데 종래의 로봇을 이루는 모듈은 구조적인 문제점이 있었다.

예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 종래에는 회전하우징(20)측과 다른 모듈(고정하우징(10'),회전하우징(20'))의 고정하우징(10')의 일측에만 연결부재(30')가 구비되어 있는데 이는 고정하우징(10)은 회전하지 않고 회전하우징(20)은 회전되기 때문이다. 따라서, 종래의 모듈은 다음 모듈과의 결합을 튼튼하게 유지하기 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 교육용 또는 연구용 로봇의 모듈 구조를 구조적으로 견고히 하고, 케이블의 연결을 간소화 하며 모듈의 동작 유연성을 확보하는 모듈형 로봇 구동부의 사용이 편리한 결합구조를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 모듈형 로봇 구동부의 결합구조에 있어서, 상단은 입력케이블이 접속되는 입력커넥터를 구비하고, 양측면은 각각 내륜에 나사탭을 형성한 1베어링과 하중 및 모멘트를 지지하는 2베어링을 장착하며, 내부는 상기 입력커넥터와 접속되는 중공의 앰프와, 상기 앰프의 일측에 구비되며 앰프로부터 전원 및 신호를 인가받는 중공형 모터와 상기 모터와 연동되며 앰프로부터 전원 및 신호를 인가받는 중공형 감속기를 포함하는 고정하우징과; 상기 고정하우징의 2베어링의 내륜에 일측면이 결합되고 상부는 상기 앰프와 연결된 연결케이블이 연결되는 출력커넥터가 구비되며 상기 내륜에 의해 회전되는 회전하우징과; 상기 고정하우징과 회전하우징의 각각의 일측면을 기준으로 각각의 하부 일측면과 상기 하부 일측면으로부터 하부로 굴절되어 일정길이 연장된 연결부재를 구비하되, 상기 연결부재의 일측에는 관통공을 형성하여, 상기 베어링의 내륜과 회전하우징의 타측면에 연결부재의 일단측을 각각 결합하고, 상기 연결부재의 타단측은 또 다른 모듈의 양 측에 고정함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 모듈형 로봇 구동부의 사용이 편리한 결합구조에 의해 달성된다.

한편, 본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 발명의 실시를 위한 구체적인 내용란의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이상과 같은 본 발명에 따른 모듈형 로봇 구동부의 사용이 편리한 결합구조는 교육용 또는 연구용 로봇의 모듈 구조를 구조적으로 견고히 할 수 있고, 케이블의 연결을 간소화할 수 있으며, 모듈의 동작 유연성을 확보하는 효과가 있다.

본 발명은 모듈형 로봇 구동부의 결합구조에 있어서, 상단은 입력케이블(1)이 접속되는 입력커넥터(11)를 구비하고, 양측면은 각각 내륜(51")에 나사탭을 형성한 1베어링(51)과 하중 및 모멘트를 지지하는 2베어링(52)을 장착하며, 내부는 상기 입력커넥터(11)와 접속되는 중공의 앰프(12)와, 상기 앰프(12)의 일측에 구비되며 앰프(12)로부터 전원 및 신호를 인가받는 중공형 모터(13)와 상기 모터(13)와 연동되며 앰프(12)로부터 전원 및 신호를 인가받는 중공형 감속기(15)를 포함하는 고정하우징(10)과; 상기 고정하우징(10)의 2베어링(52)의 내륜(52")에 일측면이 결합되고 상부는 상기 앰프(12)와 연결된 연결케이블(14)이 연결되는 출력커넥터(21)가 구비되며 상기 내륜(52")에 의해 회전되는 회전하우징(20)과; 상기 고정하우 징(10)과 회전하우징(10)의 각각의 일측면을 기준으로 각각의 하부 일측면과 상기 하부 일측면으로부터 하부로 굴절되어 일정길이 연장된 연결부재(30,30')를 구비하되, 상기 연결부재(30')의 일측에는 관통공(30'a)을 형성하여, 상기 베어링(51)의 내륜(51")과 회전하우징(20)의 타측면에 연결부재(30,30')의 일단측을 각각 결합하고, 상기 연결부재(30,30')의 타단측은 또 다른 모듈의 양측에 고정함으로써 이루어진다.

상기 1베어링(51)은 종래의 기술에는 찾아볼 수 없는 구성으로 연결부재(30)를 결합하기 위해 구비되며 내륜(51")에 형성된 나사탭에 연결부재(30)를 덧대어서 볼트(41,42)를 이용하여 체결한다. 또한, 연결부재(30')는 도면상 회전하우징(20)의 우측측면에도 결합되어지는데 여기서는 별도의 베어링 없이 회전하우징(20)에 나사탭을 형성하여 볼트(45,46)로 체결하면 된다. 또한, 연결부재(30,30')의 타단측은 상기와 동일한 구성의 또 다른 고정하우징(10')과 회전하우징(20') 중 고정하우징(10')의 양측에 볼트(61,62,63,64)를 체결하여 결합되어진다.

한편, 입력커넥터(11)는 상기 고정하우징(10)의 외관의 상단에 구비되는 것으로, 외부전원 및 전기적 신호를 입력받는다.

앰프(12)는 상기 고정하우징(10)의 내부에 구비되며, 상기 입력 커넥터(11)와 접속되는 것으로 중공이고, 외부전원을 증폭하여 모터(14) 및 감속기(15)에 전원 및 신호를 전달한다.

연결케이블(14)은 상기 앰프(12)와 출력커넥터(21)에 연결되는 것으로 전원을 전달하는 회선과, 신호(모터 속도, 토그 명령신호 등)를 전달하는 회선으로 구 성된다.

모터(13)는 상기 앰프(12)의 일측에 연결되며 앰프(12)로부터 전원 및 신호를 인가받아 동작한다. 또한, 감속기(15)도 앰프(12)로부터 전원 및 신호를 인가받으며 상기 모터(14)와의 연결을 통하여 회전된다. 여기서, 상기 앰프(12)와 모터(14)와 감속기(15)는 중공의 중심점이 동일 수평상에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 회전하우징(20)은 고정하우징(10)에 구비되며 감속기(15)와 연결된 2베어링(52)의 내륜(52")과 연결되고, 모터(14)와 감속기(15)에 의해 회전되며, 유입된 연결케이블(14)의 전원 및 신호를 외부로 송출하도록 일측에 출력 커넥터(21)를 구비한다.

여기서, 상기 2베어링(52)은 회전하우징(20)의 하중 및 모멘트를 지지하기 위한 베어링으로써 크로스롤러 베어링이나 레이디얼 베어링일 수 있다.

한편, 상기 고정하우징(10)은 고정하우징(10)의 일측으로부터 일정길이 연장되며 상기 연결케이블(14)을 가이드 하는 가이드축(17)을 더 구비한다. 이는 연결케이블(14)을 가이드축(17)에 감게 함으로써 연결케이블(14)의 길이를 길게 구비할 수 있도록 하고, 모터(13) 및 감속기(15)와의 간섭을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 가이드축(17)은 도 5에 도시된 바와 같이 외주면에 나선(spiral)을 형성하고, 상기 가이드축(17)의 외주면과, 모터(14) 및 감속기(15) 사이에 중공의 원통형 가드(18)를 더 구비할 수 있는데 이는 연결케이블(14)을 안내하여 모터(14)와 감속기(15)에 간섭을 일으키지 않도록 하기 위한 상기 가이드축(17)과 더불어 2 중 안전수단이 된다.

이상으로 입력케이블(1)을 통하여 유입되는 전원 및 신호를 통해 모터(13)가 작동되고 감속기(15)와 2베어링(52)의 내륜(52")이 연동되고 회전하우징(20)이 회전되면 연결부재(30,30')에 결합된 또 다른 모듈(고정하우징(10'), 회전하우징(20'))이 회전된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로써 출력케이블(21)과, 연결부재(30,30')를 도 5에 도시한 바와 같이 구성하고 고정하우징(10')에 결합할 수 있다. 이때에는 연결부재(30')의 일측에 관통공(30'a)을 형성하여 출력케이블(20)이 출력커넥터(21)에 연결될 수 있도록 하여야 한다.

아울러, 도 6의 실시예와 도 2 내지 5의 실시예를 응용하여 또 다른 여러 가지의 실시예를 당업자는 예측할 수 있을 것이다.

이상 본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종래의 모듈형 로봇 구동부의 결합구조를 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모듈형 로봇 구동부의 사용이 편리한 결합구조를 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 로봇 구동부의 사용이 편리한 결합구조를 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모듈형 로봇 구동부의 사용이 편리한 결합구조를 나타낸 도면,

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모듈형 로봇 구동부의 사용이 편리한 결합구조를 나타낸 도면,

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모듈형 로봇 구동부의 사용이 편리한 결합구조를 나타낸 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10,10': 고정하우징 20,20': 회전하우징

11: 입력커넥터 21: 출력커넥터

12: 앰프 13: 모터

14: 연결케이블 15: 감속기

17: 가이드축 18: 원통형 가드

30,30': 연결부재 51: 1베어링

52: 2베어링

Claims

모듈형 로봇 구동부의 결합구조에 있어서,

상단은 입력케이블(1)이 접속되는 입력커넥터(11)를 구비하고, 양측면은 각각 내륜(51")에 나사탭을 형성한 1베어링(51)과 하중 및 모멘트를 지지하는 2베어링(52)을 장착하며, 내부는 상기 입력커넥터(11)와 접속되는 중공의 앰프(12)와, 상기 앰프(12)의 일측에 구비되며 앰프(12)로부터 전원 및 신호를 인가받는 중공형 모터(13)와 상기 모터(13)와 연동되며 앰프(12)로부터 전원 및 신호를 인가받는 중공형 감속기(15)를 포함하는 고정하우징(10)과;

상기 고정하우징(10)의 2베어링(52)의 내륜(52")에 일측면이 결합되고 상부는 상기 앰프(12)와 연결된 연결케이블(14)이 연결되는 출력커넥터(21)가 구비되며 상기 내륜(52")에 의해 회전되는 회전하우징(20)과;

상기 고정하우징(10)과 회전하우징(10)의 각각의 일측면을 기준으로 각각의 하부 일측면과 상기 하부 일측면으로부터 하부로 굴절되어 일정길이 연장된 연결부재(30,30')를 구비하여,

상기 베어링(51)의 내륜(51")과 회전하우징(20)의 타측면에 연결부재(30,30')의 일단측을 각각 결합하고, 상기 연결부재(30,30')의 타단측은 또 다른 모듈의 양측에 고정함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 모듈형 로봇 구동부의 사용이 편리한 결합구조.
제 1항에 있어서,

상기 고정하우징(10)은 고정하우징(10)의 일측으로부터 일정길이 연장되며 상기 연결케이블(14)을 가이드 하는 가이드축(17)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모듈형 로봇 구동부의 사용이 편리한 결합구조.
제 2항에 있어서,

상기 가이드축(17)은 외주면에 나선(spiral)이 형성되는 것을 특징으로 하는 모듈형 로봇 구동부의 사용이 편리한 결합구조.
제 3항에 있어서,

상기 가이드축(17)의 외주면과, 모터(13) 및 감속기(15) 사이에 중공의 원통형 가드(18)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모듈형 로봇 구동부의 사용이 편리한 결합구조.
모듈형 로봇 구동부의 결합구조에 있어서,

상단은 입력케이블(1)이 접속되는 입력커넥터(11)를 구비하고, 양측면은 각 각 내륜(51")에 나사탭을 형성한 1베어링(51)과 하중 및 모멘트를 지지하는 2베어링(52)을 장착하며, 내부는 상기 입력커넥터(11)와 접속되는 중공의 앰프(12)와, 상기 앰프(12)의 일측에 구비되며 앰프(12)로부터 전원 및 신호를 인가받는 중공형 모터(13)와 상기 모터(13)와 연동되며 앰프(12)로부터 전원 및 신호를 인가받는 중공형 감속기(15)를 포함하는 고정하우징(10)과;

상기 고정하우징(10)의 2베어링(52)의 내륜(52")에 일측면이 결합되고, 1베어링(51)과 대응되는 측면에 상기 앰프(12)와 연결된 연결케이블(14)이 연결되는 출력커넥터(21)가 구비되며 상기 내륜(52")에 의해 회전되는 회전하우징(20)과;

상기 고정하우징(10)과 회전하우징(10)의 각각의 일측면을 기준으로 각각의 하부 일측면과 상기 하부 일측면으로부터 하부로 굴절되어 일정길이 연장된 연결부재(30,30')를 구비하되, 상기 연결부재(30')의 일측에는 관통공(30'a)을 형성하여,

상기 베어링(51)의 내륜(51")과 회전하우징(20)의 타측면에 연결부재(30,30')의 일단측을 각각 결합하고, 상기 연결부재(30,30')의 타단측은 또 다른 모듈의 양측에 고정함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 모듈형 로봇 구동부의 사용이 편리한 결합구조.
제 5항에 있어서,

상기 고정하우징(10)은 고정하우징(10)의 일측으로부터 일정길이 연장되며 상기 연결케이블(14)을 가이드 하는 가이드축(17)을 더 구비하는 것을 특징으로 하 는 모듈형 로봇 구동부의 사용이 편리한 결합구조.
제 6항에 있어서,

상기 가이드축(17)은 외주면에 나선(spiral)이 형성되는 것을 특징으로 하는 모듈형 로봇 구동부의 사용이 편리한 결합구조.
제 7항에 있어서,

상기 가이드축(17)의 외주면과, 모터(13) 및 감속기(15) 사이에 중공의 원통형 가드(18)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모듈형 로봇 구동부의 사용이 편리한 결합구조.