KR101194676B1

KR101194676B1 - The apparatus of wireless servo actuator

Info

Publication number: KR101194676B1
Application number: KR1020120051425A
Authority: KR
Inventors: 양석우
Original assignee: (주)아모스텍
Priority date: 2012-05-15
Filing date: 2012-05-15
Publication date: 2012-10-29

Abstract

PURPOSE: A wireless servo actuator of a wireless remote control type for controlling a position to the right and left is provided to control a phase over 360 degrees using a potentiometer as a magnet. CONSTITUTION: A first ring magnetic(90a) transfers a deflection value of a magnetic field to a first hall sensor(100a). The first hall sensor is located on the bottom of the first ring magnetic. A first actuator control module(110a) precisely controls a first screw thread type shaft in order to linearly move to the left and right or the top and bottom. A first wireless power charging module charges organic power. A first micro switch(130a) transfers a contact point with the first screw thread type shaft to the first actuator control module. [Reference numerals] (AA) Rotating shaft

Description

Wireless Remote Control Type Wireless Servo Actuator with Up, Down, Left and Right Position Control {THE APPARATUS OF WIRELESS SERVO ACTUATOR}

본 발명은 360도 회전하는 기존 서보 액츄에이터에 무선 제어 부분과 출력기어의 방식을 변경하여 힘의 전달을 상하로 전달시켜 높낮이 조절이 가능하고, 출력기어에 혼 기어를 추가할 경우 좌우 회전운동도 함께 병행이 가능하며, 회전운동을 상하 직선운동 또는 좌우 직선운동으로 변경시켜 외부기기의 상,하 진폭과 높낮이 조절, 회전축 이동, 위치제어, 속도를 조절시킬 수 있는 무선원격제어형 상하?좌우의 위치제어가 가능한 무선 서보 액츄에이터에 관한 것이다.
The present invention is capable of adjusting the height by transferring the force transmission up and down by changing the method of the wireless control portion and the output gear to the existing servo actuator rotated 360 degrees, and when the horn gear is added to the output gear, the left and right rotational movements together It can be done in parallel, and by changing the rotational movement to up and down linear movement or to the left and right linear movement, it is possible to control the up and down amplitude and height of the external device, and to control the rotation axis movement, position control and speed. Relates to a wireless servo actuator.

기존의 서보 액츄에이터(Servo Actuator)는 주로 위치 제어를 목적으로 사용하며 충실하게 동작하기 위해서는, 빠르고 정밀도가 좋은 움직임이 요구된다.Conventional servo actuators (servo actuators) are mainly used for position control purposes, and in order to operate faithfully, fast and accurate movements are required.

목표 위치에 정밀도 있게 정지시키는 것을 "위치 결정" 이라고 하며,이러한 제어를 "위치 결정 제어"라고 부른다.Accurately stopping the target position is called " positioning ", and this control is called " positioning control ".

위치 결정 제어에는 항상 모터의 회전 상태를 정확하게 감지하기 위하여 모터의 회전 상태를 검출하는 검출기(인코더)가 장착되고 있다.The positioning control is always equipped with a detector (encoder) for detecting the rotational state of the motor in order to accurately detect the rotational state of the motor.

기존 서보 액츄에이터(Servo Actuator)는 포텐션미터(Potentiometer) 및 홀센서를 통해 위치 제어값을 피드백 받아 모터의 회전시 특정회전각도에서 정위치되도록 위치제어한다.The conventional servo actuator (Servo Actuator) receives the position control value through a potentiometer and a Hall sensor to control the position so that it is positioned at a specific rotation angle when the motor rotates.

그러나, 기존 서보 액츄에이터는 회전운동상태에서 회전시 특정회전각도에서만 정위치시킬 수 있도록 회전제어의 구성만이 언급되어 있을 뿐, 플래핑 회전축의 위치를 이동시키고자 할 때는 플래칭 회전축으로 전달시키는 힘의 전달을 상하, 좌우로 구동시킬 수가 없어, 외부기기를 별도로 설치해서 외부기기의 힘에 의해서 플래핑 회전축을 직접 이동시켜야 하는 문제점이 있었다.However, only the configuration of the rotation control is mentioned so that the existing servo actuator can be positioned only at a specific rotation angle when rotating in the rotational motion state. The force transmitted to the flapping rotation shaft when the position of the flapping rotation shaft is moved is referred to. There is a problem in that the transmission of the up and down, left and right can not be driven, the external device is installed separately to move the flapping axis of rotation directly by the force of the external device.

또한, 기존 서보 액츄에이터는 전원을 외부에서 공급받도록 구성되고, 원격제어를 위해 유선으로 연결되어 있어, 무선으로 이더넷을 통한 네트워크 통신이 안되어 원격지에 설치된 액츄에이터의 독자적인 시스템 제어가 없으며, 플래핑 비행체 및 산업기기 및 의료기기에 적용하기에는 상당한 제약을 가지고 있는 것이 가장 큰 문제점이 있었다.
In addition, the existing servo actuator is configured to receive power from the outside, and is connected by wire for remote control, there is no independent system control of the actuator installed remotely because there is no network communication via Ethernet wirelessly, flapping aircraft and industrial The biggest problem was that they have significant limitations in application to devices and medical devices.

미국공개특허공보 US2005/0269447(2005.12.8 공고)United States Patent Application Publication No. US2005 / 0269447

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 360도 회전하는 기존 서보 액츄에이터에 무선 제어 부분과 출력기어의 방식을 변경하여 힘의 전달을 상하, 좌우로 전달시킬 수 있고, 원격지로부터 무선제어신호를 수신받아 양방향 원격제어가 가능하며, 회전운동을 상하 직선운동 또는 좌우 직선운동으로 변경시켜 외부기기의 상,하 진폭과 회전축 이동, 위치제어, 속도조절시킬 수 있으며, 바닥의 무선전력충전모듈을 통해 자체 유도전기를 생성시켜 충전배터리를 충전시킬 수 있어, 포텐션메타를 마그네트로 사용함으로써 360도 제어와 360도 이상 되는 위상 제어를 할 수 있으며, 피드백 받는 부분에 물리적인 마찰이 없이 반영구적으로 사용할 수 있고, 기존 액츄에이터에 비해 기능적으로 우수성을 가질 수 있으며 모듈형으로 제작이 가능하여 기존 제품 대비 제작 시간을 단축시킬 수 있고, 원거리 무선원격제어가 가능하고, 상하?좌우의 위치제어가 가능한 무선 서보 액츄에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
In order to achieve the above object, in the present invention, by changing the method of the wireless control portion and the output gear to the existing servo actuator rotated 360 degrees, it is possible to transmit the force transmission up and down, left and right, and receive a wireless control signal from a remote place Two-way remote control is possible, and the rotational movement can be changed to up and down linear movement or left and right linear movement to control the up and down amplitude and rotation axis movement, position control and speed control of external equipment, and induce itself through wireless power charging module on the floor. It can generate electricity to charge the rechargeable battery. By using the potentiometer as a magnet, 360 degree control and phase control of more than 360 degree can be performed, and it can be used semi-permanently without physical friction on the feedback part. Compared with the existing actuator, it can have functional excellence and can be manufactured in a modular form. It is possible to reduce the non-production time, can be remote wireless remote control, and to provide a wireless control of the servo actuator to position the upper and lower? It is an object of the left and right as possible.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 무선원격제어형 상하?좌우의 위치제어가 가능한 무선 서보 액츄에이터는In order to achieve the above object, a wireless servo actuator capable of position control of a wireless remote control type up, down, left and right is provided.

원격지의 메인제어보드로부터 무선제어신호를 수신받아 외부기기와 연결되는 회전자가 나사회전되면서 상하 직선운동이 되어 외부기기로 전해지는 힘의 전달을 상하로 전달시키거나, 또는 회전자가 나사회전되면서 좌우 직선운동이 되어 외부기기로 전해지는 힘의 전달을 좌우로 전달시켜 외부기기의 상,하 진폭과 높낮이 조절, 회전축 이동, 위치제어, 속도조절시키도록 구성됨으로서 달성된다.
Receiving the wireless control signal from the main control board of the remote site, the rotor connected to the external device rotates up and down as the screw rotates to transfer the transmission of force transmitted to the external device up and down, or the left and right straight lines as the rotor rotates the screw. It is achieved by being configured to transmit the force transmitted to the external device to the left and right by the movement to adjust the up and down amplitude and height of the external device, the rotation axis movement, position control, speed control.

상기 무선 서보 액츄에이터는The wireless servo actuator

회전자가 본체의 상단 좌측 사이드 일측 또는 우측 사이드 일측에 돌출 형성되어 힘의 전달을 상하 또는 좌우로 전달시켜 외부기기의 상,하 진폭과 높낮이 조절, 회전축 이동, 위치제어, 속도조절시키는 제1 무선 서보 액츄에이터(1a)와, The first wireless servo is formed by the rotor protruding from one side of the upper left side or one side of the right side of the main body to transmit force up and down or to the left and right to adjust the amplitude and height of the external device, adjust the rotation axis, move the position, and adjust the speed. The actuator 1a,

회전자가 본체의 중앙 상단 방향으로 돌출 형성되어 힘의 전달을 상하 또는 좌우로 전달시켜 외부기기의 상,하 진폭과 높낮이 조절, 회전축 이동, 위치제어, 속도조절시키는 제2 무선 서보 액츄에이터(1b)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
Rotor is formed to protrude in the upper direction of the center of the main body to transmit the force transmission up and down or left and right to adjust the upper and lower amplitude and height of the external device, the rotation axis movement, position control, speed control to the second wireless servo actuator (1b) It is characterized in that the configuration.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 출력 토오크를 높이면서 최종 기어에서 회전을 출력시킬 수 있고, 모터의 회전시 특정회전각도에서 샤프트가 위, 아래에서 원하는 위치에 정위치 되도록 정밀하게 위치제어시킬 수 있어, 상하 또는 좌우 직선운동의 정밀위치제어가 필요한 지능형로봇, 산업기기 및 의료기기에까지 폭넓게 응용시킬 수 있고, 유선이 아닌 무선으로 원격제어할 수 있어 플로핑 비행체 및 고위험 산업기기에 적용시켜 설치할 수 있으며, 사용목적 및 장소에 따라 무선통신모듈을 탈부착시킬 수 있고, 포텐션메타를 마그네트로 사용함으로써 360도 제어와 360도 이상 되는 위상 제어를 할 수 있으며, 피드백 받는 부분에 물리적인 마찰이 없이 반영구적으로 사용할 수 있고, 무엇보다 기존에 비해 무선제어, 무선 충전, 유,무선 네트워크 통신등 다양한 기능과 같은 크기에 무게는 거의 동일하게 가볍게 제작할 수 있는 좋은 효과가 있다.
As described above, in the present invention, it is possible to output the rotation from the final gear while increasing the output torque, and precisely position control so that the shaft is precisely positioned at the desired position at a specific rotation angle during rotation of the motor. It can be widely applied to intelligent robots, industrial devices and medical devices that require precise position control of up, down, left and right linear movements, and can be remotely controlled by wireless rather than wired to be applied to floating aircraft and high-risk industrial devices. It is possible to attach and detach the wireless communication module according to the purpose of use and location, and to control the 360 degree and phase more than 360 degree by using the potentiometer as a magnet, and it is semi-permanent without physical friction on the feedback part. Can be used as a wireless control, wireless charging, wired, wireless network compared to the existing It has a good effect that the weight can be made lightly in the same size with various functions such as large communication.

도 1은 본 발명에 따른 무선원격제어형 상하?좌우의 위치제어가 가능한 무선 서보 액츄에이터(1)의 구성을 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명에 따른 제1 무선 서보 액츄에이터(1a)의 구성을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 제1 무선 서보 액츄에이터(1a)의 구성요소를 도시한 내부사시도,
도 4는 본 발명에 따른 제1 무선 서보 액츄에이터(1a)의 구성요소를 도시한 정단면도,
도 5는 본 발명에 따른 제2 무선 서보 액츄에이터(1b)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 제2 무선 서보 액츄에이터(1b)의 구성요소를 도시한 내부사시도,
도 7은 본 발명에 따른 제2 무선 서보 액츄에이터(1b)의 구성요소를 도시한 정단면도,
도 8은 본 발명에 따른 제1 액츄에이터 제어모듈(110a)의 구성요소를 도시한 구성도,
도 9는 본 발명에 따른 제2 액츄에이터 제어모듈(100b)의 구성요소를 도시한 구성도,
도 10은 본 발명에 따른 제1 구동모터의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 11은 본 발명에 따른 제1 무선충전용 코일부(121a) 및 제2 무선충전용 코일부(111a)의 유도코일이 3중 환형 또는 3중 나선형으로 형성된 것을 도시한 일실시예도,
도 12는 본 발명에 따른 제1 무선전력충전모듈(120a), 제2 무선전력충전모듈(110a)의 구성요소를 도시한 구성도,
도 13은 본 발명에 따른 제2 무선 서보 액츄에이터(1b)의 제2 나사산형 샤프트가 나사회전되면서 상승방향으로 직선운동하면서 외부기기로 전해지는 힘의 전달을 상방향으로 전달시키는 과정을 도시한 일실시예도,
도 14는 본 발명에 따른 제2 무선 서보 액츄에이터(1b)의 제2 나사산형 샤프트가 나사회전되면서 하강방향으로 직선운동하면서 외부기기로 전해지는 힘의 전달을 하방향으로 전달시키는 과정을 도시한 일실시예도,
도 15는 본 발명에 따른 제1 무선 서보 액츄에이터(1a)의 제1 최종출력기어 상단 일측에 혼 기어를 추가해서 좌우 회전운동을 함께 병행하도록 것을 도시한 일실시예도,
도 16은 본 발명에 따른 제2 무선 서보 액츄에이터(1b)의 제2 최종출력기어 상단 일측에 혼 기어를 추가해서 좌우 회전운동을 함께 병행하도록 것을 도시한 일실시예도,
도 17은 본 발명에 따른 제1 무선 서보 액츄에이터(1a)와 제2 무선 서보 액츄에이터(1b)가 회전축 이동이 필요한 플래핑 액츄에이터에 구성되어, 상하 직선운동을 하면서 회전축을 이동시키는 과정을 도시한 일실시예도.1 is a block diagram showing the configuration of a wireless servo actuator 1 capable of position control of the radio remote control type up, down, left and right according to the present invention;
2 is a perspective view showing the configuration of the first wireless servo actuator 1a according to the present invention;
3 is an internal perspective view showing the components of the first wireless servo actuator 1a according to the present invention;
4 is a front sectional view showing the components of the first wireless servo actuator 1a according to the present invention;
5 is a perspective view showing the components of the second wireless servo actuator 1b according to the present invention;
6 is an internal perspective view showing the components of the second wireless servo actuator 1b according to the present invention;
7 is a front sectional view showing the components of the second wireless servo actuator 1b according to the present invention;
8 is a block diagram showing components of the first actuator control module 110a according to the present invention;
9 is a block diagram showing the components of the second actuator control module 100b according to the present invention;
10 is a block diagram showing components of a first drive motor according to the present invention;
11 is an embodiment illustrating that the induction coils of the first wireless charging coil unit 121a and the second wireless charging coil unit 111a are formed in a triple annular shape or a triple spiral shape.
12 is a block diagram showing components of the first wireless power charging module 120a, the second wireless power charging module 110a according to the present invention;
FIG. 13 is a diagram illustrating a process of transmitting a transfer of a force transmitted to an external device in an upward direction while linearly moving upward in a rising direction while the second threaded shaft of the second wireless servo actuator 1b according to the present invention is screwed. Example,
FIG. 14 illustrates a process of transmitting a force transmitted to an external device in a downward direction while linearly moving in a downward direction while the second threaded shaft of the second wireless servo actuator 1b according to the present invention is screwed. Example,
15 is an embodiment showing that the horn gear is added to one side of the upper end of the first final output gear of the first wireless servo actuator 1a according to the present invention so that the left and right rotational movements are performed together.
FIG. 16 is a diagram illustrating an example in which a horn gear is added to an upper end side of a second final output gear of the second wireless servo actuator 1b according to the present invention so that the left and right rotational movements are performed together.
FIG. 17 is a diagram illustrating a process in which a first wireless servo actuator 1a and a second wireless servo actuator 1b according to the present invention are configured in a flapping actuator requiring rotational axis movement to move a rotational axis while moving up and down linearly. Example.

먼저, 본 발명에서 설명되는 AMOS형 무선 서보 액츄에이터에서 AMOS 는 본 출원인인 "주식회사 아모스텍( AMO STEC)"의 " AMOS "를 의미한다. First, in AMOS type wireless servo actuator described in the invention means a AMOS "AMOS" of the "Tech Co., Amos (AMO STEC)" of the present applicant.

본 발명에 따른 무선원격제어형 상하?좌우의 위치제어가 가능한 무선 서보 액츄에이터는 본 출원인이 출원하여 등록받은 특허등록 제10-1080826호("양방향회전과 360°내에서의 정밀위치제어가 가능한 마그네틱 서보 액츄에이터")를 개선하여, 무선 제어 부분과 출력기어의 방식을 변경하여 힘의 전달을 상하, 좌우로 전달시킬 수 있고, 회전운동을 상하 직선운동 또는 좌우 직선운동으로 변경시켜 외부기기의 상,하 진폭과 회전축 이동, 위치제어, 속도조절시키는 것을 특징으로 한다. The wireless servo actuator capable of positioning up, down, left, and right of the wireless remote control according to the present invention is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1080826 ("Magnetic servo capable of precise positioning control within two-way rotation and 360 °"). Actuator ") can be improved, and the transmission of force can be transmitted up and down, left and right by changing the method of wireless control part and output gear, and the rotational movement is changed up and down linear movement or right and left linear movement. Amplitude and rotation axis movement, position control, and speed control.

또한, 본 발명에서는 메인제어보드로부터 원격무선제어신호를 송신받고, 이에 다른 응답신호를 수신할 수 있고, 메인제어보드로부터 무선전기를 수신받아 유기전력을 생성시켜 충전시킬 수 있으며, 이웃하는 또 다른 무선 서보 액츄에이터와 네트워크망을 형성시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
In addition, in the present invention, it is possible to receive a remote wireless control signal from the main control board, receive another response signal, and receive the wireless electricity from the main control board to generate and charge the organic power, another neighboring A wireless servo actuator and a network can be formed.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 무선원격제어형 상하?좌우의 위치제어가 가능한 무선 서보 액츄에이터(1)의 구성을 도시한 블럭도에 관한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 제1 무선 서보 액츄에이터(1a)의 구성을 도시한 사시도에 관한 것이며, 도 3은 본 발명에 따른 제1 무선 서보 액츄에이터(1a)의 구성요소를 도시한 내부사시도에 관한 것이고, 도 4는 본 발명에 따른 제1 무선 서보 액츄에이터(1a)의 구성요소를 도시한 정단면도에 관한 것이며, 도 5는 본 발명에 따른 제2 무선 서보 액츄에이터(1b)의 구성요소를 도시한 사시도에 관한 것이고, 도 6은 본 발명에 따른 제2 무선 서보 액츄에이터(1b)의 구성요소를 도시한 내부사시도에 관한 것으로, 이는 원격지로부터 무선제어신호를 수신받아 외부기기와 연결되는 회전자가 나사회전되면서 상하 직선운동이 되어 외부기기로 전해지는 힘의 전달을 상하로 전달시키거나, 또는 회전자가 나사회전되면서 좌우 직선운동이 되어 외부기기로 전해지는 힘의 전달을 좌우로 전달시켜 외부기기의 상,하 진폭과 회전축 이동, 위치제어, 속도조절시키는 역할을 한다.1 is a block diagram showing the configuration of a wireless servo actuator (1) capable of position control of the radio remote control type up, down, left and right according to the present invention, Figure 2 is a first wireless servo actuator (1a) according to the present invention 3 is a perspective view showing the components of the first wireless servo actuator 1a according to the present invention, and FIG. 4 is a first wireless servo actuator according to the present invention. A front cross-sectional view showing the components of 1a), FIG. 5 relates to a perspective view showing the components of a second wireless servo actuator 1b according to the invention, and FIG. 6 shows a second radio according to the invention. The present invention relates to an internal perspective view showing the components of the servo actuator (1b), which receives a wireless control signal from a remote place, and the rotor connected to the external device is rotated up and down to make a linear movement. It transmits the force transmitted to the machine up and down, or as the rotor rotates to the left and right linear movement, transmits the force transmitted to the external device from side to side, and moves up and down amplitude and rotation axis of the external device, position control It plays a role in controlling the speed.

상기 무선 서보 액츄에이터(1)는 상단 회전자와 내측에 제1, 2 나사산형 샤프트가 있어 제1, 2최종출력기어와 동일한 회전력과 동일한 토오크(Torque)로 회전시키고, 회전시 제1,2 링형 마그네틱의 자기장 힘의 변화를 제1, 2 홀센서가 검출하여 증폭된 값을 제1,2 액츄에이터 제어모듈로 피드백시켜서 설정된 회전각도에 맞게 제1,2 나사산형 샤프트가 특정위치에 상하 직선운동 또는 좌우 직선운동이 되도록 제어된다.The wireless servo actuator 1 has first and second threaded shafts inside the upper rotor and the inner side, and rotates at the same torque as the first and second final output gears, and rotates at the same torque. The first and second Hall sensors detect the change in the magnetic field force of the magnetic and feed back the amplified value to the first and second actuator control module so that the first and second threaded shafts move up and down in a specific position. It is controlled so as to make a left and right linear motion.

상기 무선 서보 액츄에이터(1)는 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 무선 서보 액츄에이터(1a), 제2 무선 서보 액츄에이터(1b)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the wireless servo actuator 1 includes a first wireless servo actuator 1a and a second wireless servo actuator 1b.

여기서, 무선 서보 액츄에이터(1)가 제1 무선 서보 액츄에이터(1a), 제2 무선 서보 액츄에이터(1b)로 구성되는 이유는 외부기기와 연결되는 위치, 무게, 용도에 따라 기능과 역할이 서로 다르기 때문에 형상과 구조를 변경한 것이다.
Here, the reason why the wireless servo actuator 1 is composed of the first wireless servo actuator 1a and the second wireless servo actuator 1b is that the functions and roles of the wireless servo actuator 1 are different depending on the position, weight, and purpose of connection with the external device. The shape and structure have changed.

이하, 본 발명에 따른 제1 무선 서보 액츄에이터(1a)에 관해 설명한다.Hereinafter, the first wireless servo actuator 1a according to the present invention will be described.

상기 제1 무선 서보 액츄에이터(1a)는 회전자가 본체의 상단 좌측 사이드 일측 또는 우측 사이드 일측에 돌출 형성되어 힘의 전달을 상하 또는 좌우로 전달시켜 외부기기의 상,하 진폭과 회전축 이동, 위치제어, 속도조절시키는 역할을 한다.The first wireless servo actuator 1a has a rotor protruding from one side of the upper left side or one side of the right side of the main body to transmit force up and down or left and right to move up and down amplitude and rotation axis of the external device, position control, It plays a role of speed regulation.

이는 제1 액츄에이터 본체(10a), 제1 구동모터(20a), 제1a 피니언기어(30a), 제2a 스퍼기어(40a), 제3a 스퍼 기어(50a), 제4a 스퍼 기어(60a), 제1 나사산형 샤프트(70a), 제1 최종출력기어(80a), 제1 링형 마그네틱(90a), 제1 홀센서(100a), 제1 액츄에이터 제어모듈(110a), 제1 무선전력충전모듈(120a), 제1 마이크로스위치(130a)로 구성된다.This is the first actuator body 10a, the first drive motor 20a, the first a pinion gear 30a, the second a spur gear 40a, the third a spur gear 50a, the fourth a spur gear 60a, the first 1 threaded shaft 70a, first final output gear 80a, first ring type magnetic 90a, first hall sensor 100a, first actuator control module 110a, first wireless power charging module 120a ), And the first micro switch 130a.

먼저, 본 발명에 따른 제1 액츄에이터 본체(10a)에 관해 설명한다.First, the first actuator body 10a according to the present invention will be described.

상기 제1 액츄에이터 본체(10a)는 사각박스형상의 구조로 이루어져서 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.The first actuator body 10a has a rectangular box-shaped structure to protect and support each device from external pressure.

이는 상단 좌측 사이드 일측 또는 우측 사이드 일측에 회전자(140a)가 돌출되어 형성되고, 제1 최종출력기어가 회전을 하면 내측에 있는 제1 나사산형 샤프트가 회전하면서 위, 아래로 이동을 하도록 지지하고, 각 기기를 외압의 충격으로부터 보호하기 위해, 플라스틱 재질 또는 알루미늄 재질 그리고 기어의 견고성과 마모를 작게 하기 위하여 티타늄 재질 등으로 이루어진다.It is formed by the rotor 140a protruding from one side of the upper left side or one side of the right side, and when the first final output gear rotates, it supports the first threaded shaft to move up and down while rotating. In order to protect each unit from the impact of external pressure, it is made of plastic or aluminum and titanium to reduce the durability and wear of gears.

내부공간에 상층과 중간층, 그리고, 하층으로 나뉘어 구성된다.The interior space is divided into upper, middle and lower floors.

상기 상층에는 제1a 피니언기어, 제2a 스퍼 기어, 제3a 스퍼 기어, 제4a 스퍼 기어, 제1 나사산형 샤프트의 상단부, 제1 최종출력기어, 제1 링형 마그네틱, 제1 홀센서가 구성된다.The upper layer includes a first pinion gear, a second a spur gear, a third a spur gear, a fourth a spur gear, an upper end of the first threaded shaft, a first final output gear, a first ring-shaped magnetic, and a first hall sensor.

상기 중간층에는 제1 나사산형 샤프트의 중하단부, 제1 샤프트 가이드, 제1 구동모터, 제1 마이크로스위치가 구성된다.The intermediate layer includes a middle lower end of the first threaded shaft, a first shaft guide, a first driving motor, and a first micro switch.

상기 하층에는 제1 액츄에이터 제어모듈, 제1 무선전력충전모듈, 제1 충전용배터리, 제1 유선통신용 커넥터소켓이 구성된다.The lower layer includes a first actuator control module, a first wireless power charging module, a first battery for charging, and a first connector socket for wired communication.

본 발명에 따른 제1 액츄에이터 본체의 상층, 중간층, 하층에는 제1 구동모터(20a), 제1a 피니언기어(30a), 제2a 스퍼기어(40a), 제3a 스퍼 기어(50a), 제4a 스퍼 기어(60a), 제1 나사산형 샤프트(70a), 제1 최종출력기어(80a), 제1 링형 마그네틱(90a), 제1 홀센서(100a), 제1 액츄에이터 제어모듈(110a), 제1 무선전력충전모듈(120a), 제1 마이크로스위치(130a)를 1:1로 수납해서 조립할 수 있도록 수납틀이 미리 형성됨으로서, 조립이 간단하게 슬림하게 제작할 수가 있다.The first drive motor 20a, the first a pinion gear 30a, the second a spur gear 40a, the third a spur gear 50a, and the fourth a spur are provided on the upper, middle and lower layers of the first actuator body according to the present invention. Gear 60a, first threaded shaft 70a, first final output gear 80a, first ring magnetic 90a, first Hall sensor 100a, first actuator control module 110a, first The storage frame is pre-formed so that the wireless power charging module 120a and the first micro switch 130a can be accommodated 1: 1 and assembled, so that the assembly can be easily slimmed.

본 발명에 따른 제1 액츄에이터본체의 상단면에는 회전자(140a)가 돌출되어 형성된다.The rotor 140a protrudes from the upper end surface of the first actuator body according to the present invention.

여기서, 회전자(140a)는 이중원판형상으로 형성된다.Here, the rotor 140a is formed in a double disc shape.

상기 회전자는 지능형로봇 및 RC, 산업기기나 의료기기의 부속품과 결합되어 1°~360°회전과 360도 이상의 각도 상에서 제어신호에 따라 위치제어가 되도록 구성된다. 즉, 360도 이상 되는 720도, 1080도, 1440도, 1800도, 2160도, 2520도, 2880도, 3240도 등 그 이상의 특정회전각도 상에서 정위치시키는 매개체 역할을 한다.
The rotor is coupled to the intelligent robot and RC, accessories of industrial equipment or medical equipment is configured to be controlled in accordance with the control signal on an angle of 1 ° ~ 360 ° rotation and 360 degrees or more. That is, it acts as a medium for positioning at a specific rotation angle of more than 360 degrees such as 720, 1080, 1440, 1800, 2160, 2520, 2880, and 3240 degrees.

다음으로, 본 발명에 따른 제1 구동모터(20a)에 관해 설명한다.Next, the first drive motor 20a according to the present invention will be described.

상기 제1 구동모터(20a)는 제1 액츄에이터 본체의 내부 일측에 내장되어 회전력(토오크)을 생성시키는 역할을 한다.The first drive motor 20a is built into one side of the first actuator body to generate a rotational force (torque).

이는 도 10에 도시한 바와 같이, DC 모터(21a)와 BLDC 모터(22a)로 구성된다.This is composed of a DC motor 21a and a BLDC motor 22a, as shown in FIG.

상기 DC 모터(21a)는 제1 충전용배터리로부터 공급되는 전압의 변동이 없는 직류(DC)전압으로 작동되어 회전력(토오크)을 생성시키는 역할을 한다.The DC motor 21a is operated at a direct current (DC) voltage without a change in voltage supplied from the first rechargeable battery to generate a rotational force (torque).

이는 고정자로 영구자석을 사용하고, 전기자로 코일을 사용하여 구성된다.It is constructed using permanent magnets as stators and coils as armatures.

즉, 전기자에 흐르는 전류의 방향을 전환함으로써, 자력의 반발, 흡입력으로 회전력을 생성시킨다.That is, the rotational force is generated by the repulsion and the suction force of the magnetic force by changing the direction of the current flowing through the armature.

본 발명에 따른 DC 모터는 일측에 제1 액츄에이터 제어모듈의 DC 드라이버가 연결되고, 타측에 제1a 피니언기어가 연결된다.In the DC motor according to the present invention, a DC driver of the first actuator control module is connected to one side thereof, and a first a pinion gear is connected to the other side thereof.

상기 DC 모터는 기동 토크가 크고, 인가전압에 대하여 회전특성이 직선적으로 비례하고, 입력전류에 대하여 출력 토크가 직선적으로 비례하며, 출력 효율이 높은 특성을 가진다.The DC motor has a large starting torque, linearly proportional to the rotational voltage with respect to the applied voltage, linearly proportional to the output current with respect to the input current, and high output efficiency.

즉, 흘린 전류에 대해 토크는 선형 비례하고, 토크에 대해 회전수는 선형 반비례하므로, 큰 힘이 필요할 때는 전류를 많이 흘려 보내면 된다.That is, since the torque is linearly proportional to the flowed current and the rotational speed is inversely proportional to the torque, a large amount of current can be sent when a large force is required.

본 발명에서는 회전수나 토크를 일정하게 제어를 하기 위해, 전류를 제1 액츄에이터 제어모듈의 제1 마이컴부에서 제어하여 회전수와 토크를 제어하도록 구성된다.
In the present invention, in order to control the rotation speed or torque constantly, the first microcomputer of the first actuator control module is configured to control the rotation speed and torque.

상기 BLDC 모터(22)는 DC모터를 구동하게 하는 브러쉬가 없는 DC모터로 구동드라이버로 구동되어 회전력(토오크)을 생성시키는 역할을 한다.The BLDC motor 22 is a brushless DC motor that drives the DC motor and is driven by a drive driver to generate rotational force (torque).

이는 영구자석으로 된 회전자와 권선으로 되어 있는 스테이터 폴로 구성된다.It consists of a rotor of permanent magnets and a stator pole of windings.

즉, 영구자석 회전자와 전류가 인가된 권선으로부터 생성되는 자기장 사이의 관계에 의해 전기에너지가 회전자를 회전시킴으로서 기계적인 에너지로 변환된다. That is, the electrical energy is converted into mechanical energy by rotating the rotor by the relationship between the permanent magnet rotor and the magnetic field generated from the winding to which the current is applied.

상기 BLDC 모터는 일측에 제1 액츄에이터 제어모듈의 DC 드라이버가 연결되고, 타측에 제1a 피니언기어가 연결된다.The BLDC motor has a DC driver of the first actuator control module connected to one side thereof, and a first a pinion gear connected to the other side thereof.

다음으로, 본 발명에 따른 제1a 피니언기어(30a)에 관해 설명한다.Next, the first pinion gear 30a according to the present invention will be described.

상기 제1a 피니언기어(30a)는 제1 구동모터의 회전 축 상단에 위치되어, 회전속도(RPM)를 감속시키고 토오크를 증가시키는 역할을 한다.The first pinion gear 30a is positioned at the upper end of the rotation shaft of the first drive motor, and serves to reduce the rotation speed RPM and increase the torque.

이는 제1 구동모터와 연결되는 위치에 모터 샤프트가 구성된다.The motor shaft is configured at a position connected with the first drive motor.

상기 제1a 피니언기어는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 제2a 스퍼기어의 제2a-1 스퍼기어와 맞물리며 회전시킨다.
As shown in FIGS. 3 and 4, the first a pinion gear meshes with and rotates the second a-1 spur gear of the second a spur gear.

다음으로, 본 발명에 따른 제2a 스퍼기어(40a)에 관해 설명한다.Next, the 2nd spur gear 40a which concerns on this invention is demonstrated.

상기 제2a 스퍼기어(40a)는 상단부, 하단부의 층상 구조로 이루어지고, 상단에 제1a 스퍼기어와 맞물리며 형성되어, 회전속도(RPM)를 감속시키는 역할을 한다.The second a spur gear 40a is formed in a layered structure of an upper end portion and a lower end portion, and is formed in engagement with the first a spur gear at an upper end thereof, thereby reducing the rotational speed (RPM).

이는 제4a 스퍼기어와 동일선상의 회전축에 형성되어, 제1a 스퍼기어로부터 전달받은 회전력(토오크)를 공회전시켜 감속시킨다.It is formed on the same axis of rotation as the 4a spur gear, and rotates the rotational force (torque) received from the 1a spur gear by idling to decelerate.

그리고, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 제1a 스퍼기어와 맞물리면서 회전력을 전달받는 제2a-1 스퍼기어(41a)가 구성되고, 제2a-1 스퍼기어(40a) 하단에 공회전되는 제2a-2 스퍼기어(42a)가 구성된다.
3 and 4, a second a-1 spur gear 41a configured to receive rotational force while being engaged with the first a spur gear is configured, and the second a-1 spur gear 40a is idlely rotated. 2a-2 spur gear 42a is comprised.

다음으로, 본 발명에 따른 제3a 스퍼기어(50a)에 관해 설명한다.Next, the 3a spur gear 50a which concerns on this invention is demonstrated.

상기 제3a 스퍼기어(50a)는 제1a 스퍼기어와 동일선상의 회전축상에 형성되고, 제4a 스퍼기어와 맞물리면서 제1 구동모터의 회전력(토오크)을 전달시켜, 회전속도(RPM)를 감속시키고 토오크를 증가시키는 역할을 한다.The 3a spur gear 50a is formed on the same axis of rotation as the 1a spur gear, and meshes with the 4a spur gear to transmit the rotational force (torque) of the first drive motor, thereby reducing the rotational speed RPM. It increases the torque.

다음으로, 본 발명에 따른 제4a 스퍼기어(60a)에 관해 설명한다.Next, the 4th spur gear 60a which concerns on this invention is demonstrated.

상기 제4a 스퍼기어(60a)는 제2a 스퍼기어와 동일선상의 회전축상에 형성되고, 상단부와 하단부의 층상구조로 형성되며, 하단부가 제1 최종출력기어와 맞물리면서 제1 최종출력기어로 회전력을 전달시키는 역할을 한다. The 4a spur gear 60a is formed on the same axis of rotation as the 2a spur gear, and is formed in a layered structure of the upper end and the lower end, and the lower end is engaged with the first final output gear while the lower end is engaged with the first final output gear. It serves to convey.

이는 제3a 스퍼기어와 맞물리면서 회전력을 전달받는 제4a-1 스퍼기어(61a)가 구성되고, 제4a-1 스퍼기어(61a) 하단에 제1 최종출력기어와 맞물리면서 회전력을 전달시키는 제4a-2 스퍼기어(62a)가 구성된다.
This is a 4a-1 spur gear 61a configured to receive rotational force while being engaged with the 3a spur gear, and a fourth a-2 which engages with the first final output gear at the bottom of the 4a-1 spur gear 61a and transmits the rotational force. The spur gear 62a is comprised.

다음으로, 본 발명에 따른 제1 나사산형 샤프트(70a)에 관해 설명한다.Next, the first threaded shaft 70a according to the present invention will be described.

상기 제1 나사산형 샤프트(70a)는 제1 액츄에이터 본체(10a)의 상단 좌측 사이드 일측 또는 우측 사이드 일측에 돌출되어 형성된 회전자를 하나의 축으로 연결시켜, 회전자를 동일한 회전속도와 동일한 토오크(Torque)로 회전시키면서, 상하 또는 좌우로 직선운동시키는 역할을 한다.The first threaded shaft 70a connects the rotor formed by protruding on one side of the upper left side or one side of the right side of the first actuator body 10a to one shaft, thereby providing the same torque as the same torque ( While rotating in a torque), it plays a role of linearly moving up and down or left and right.

이는 둘레를 따라 나사산이 형성된 샤프트가이드(71a)가 구성된다. 그리고, 샤프트 상에 제1 최종출력기어가 일체형으로 형성되어, 제1 최종출력기어를 통해 회전력을 전달받아 회전자를 동일한 회전속도와 동일한 토오크로 회전시키도록 구성된다.This constitutes a shaft guide 71a threaded along the perimeter. Then, the first final output gear is integrally formed on the shaft, and is configured to receive the rotational force through the first final output gear to rotate the rotor at the same torque and the same torque.

상기 회전자는 외부기기와 직접 연결되어 제1 나사산형 샤프트의 힘을 외부기기로 전달시키는 역할을 한다.The rotor is directly connected to the external device serves to transfer the force of the first threaded shaft to the external device.

상단면의 회전자와 하단면의 회전자 사이를 하나의 축으로 연결시키되, 제1 최종출력기어와 제1 링형 마그네틱을 축 관통시켜 연결시킨다.Between the rotor of the upper surface and the rotor of the lower surface is connected to one axis, the first final output gear and the first ring-shaped magnetic through the shaft is connected.

이로 인해, 제1 최종출력기어에 제4a 스퍼기어의 제4a-2 스퍼기어가 연결되어, 회전력이 전달되어 상단면의 회전자를 동일한 회전속도 및 동일한 토오크로 회전시키게 된다.
As a result, the 4a-2 spur gear of the 4a spur gear is connected to the first final output gear, and the rotational force is transmitted to rotate the rotor of the upper end with the same rotational speed and the same torque.

다음으로, 본 발명에 따른 제1 최종출력기어(80a)에 관해 설명한다.Next, the first final output gear 80a according to the present invention will be described.

상기 제1 최종출력기어(80a)는 제1 나사산형 샤프트 상에 위치되어 제4a 스퍼기어와 연결되면서, 제4a 스퍼기어로부터 회전력을 전달받아 내부에 형성된 제1 나사산형 샤프트를 회전시키는 역할을 한다.The first final output gear 80a is positioned on the first threaded shaft and connected to the fourth spur gear, and receives the rotational force from the fourth spur gear to rotate the first threaded shaft formed therein. .

이는 제1 나사산형 샤프트 상에 관통되어 위치되고, 제4a 스퍼기어의 제4a-2 스퍼 기어와 연결되어 구성된다.
It is positioned through the first threaded shaft and is connected to the 4a-2 spur gear of the 4a spur gear.

다음으로, 본 발명에 따른 제1 링형 마그네틱(90a)에 관해 설명한다.Next, the first ring-shaped magnetic 90a according to the present invention will be described.

상기 제1 링형 마그네틱(90a)은 제1 나사산형 샤프트에 관통되면서 제1 최종출력기어의 하단에 위치되어, 1°~360°회전시 자기장의 편향값을 제1 홀 센서로 전달시키는 역할을 한다.The first ring-shaped magnetic 90a is positioned at the lower end of the first final output gear while penetrating through the first threaded shaft, and serves to transmit a deflection value of the magnetic field to the first hall sensor when rotating from 1 ° to 360 °. .

이는 링형상으로 형성되어, 상단에 제1 최종출력기어가 구성되고, 하단에 제1 홀센서가 구성된다. It is formed in a ring shape, the first final output gear is configured at the upper end, the first hall sensor is configured at the lower end.

위치 결정 제어에는 항상 제1 구동모터의 회전 상태를 정확하게 감지하기 위하여 모터의 회전 상태를 검출하는 제1 링형 마그네틱과 제1 홀센서가 장착된다.The positioning control is always equipped with a first ring-shaped magnetic and a first hall sensor for detecting the rotation state of the motor in order to accurately detect the rotation state of the first drive motor.

본 발명에서는 제1 최종출력기어의 하단에 제1 링형 마그네틱을 설치함으로서, 제1 최종출력기어의 회전시 발생되는 자기장 값을 제1 홀센서를 통해 검출해서 피드백 제어용으로 사용할 수 있어, 제1 구동모터의 회전시 특정회전각도에서 정위치되도록 정밀하게 위치제어시킬 수 있으며, 제1 액츄에이터 본체 내부에 각 기기를 내장시켜 구성함으로서, 슬림하게 제작할 수 있고, 지능형로봇, 산업기기 및 RC(Radio Control) 뿐만 아니라 의료기기에까지 널리 광범위하게 사용할 수 있다.
In the present invention, by installing the first ring-shaped magnetic on the lower end of the first final output gear, the magnetic field value generated during the rotation of the first final output gear can be detected through the first Hall sensor and used for feedback control, the first drive When the motor rotates, it can precisely control the position so as to be precisely positioned at a specific rotation angle.It can be manufactured slim by constructing each device inside the first actuator body, and can be made slim.Intelligent robot, industrial equipment and RC (Radio Control) In addition, it can be widely used in medical devices.

다음으로, 본 발명에 따른 제1 홀센서(100a)에 관해 설명한다.Next, the first Hall sensor 100a according to the present invention will be described.

상기 제1 홀센서(100a)는 제1 링형 마그네틱 하단에 위치되어, 회전자의 위치와 연관된 자계의 이동을 감지하여 제1 링형 마그네틱으로부터 전달받은 자기장의 편향값을 전압으로 바꿔 제1 액츄에이터제어모듈로 전달시키는 역할을 한다.The first hall sensor 100a is located at the bottom of the first ring-shaped magnetic, detects the movement of the magnetic field associated with the position of the rotor, and changes the deflection value of the magnetic field received from the first ring-shaped magnetic into a voltage to the first actuator control module. It serves to deliver.

기존 액츄에이터의 경우 마그네트 신호만 받아서 신호를 증폭하여 디지털 처리하는 과정만 있으나, 본 발명에서는 제1 홀센서 신호를 증폭한 신호와 되먹임 되어진 신호를 증폭하여 위치제어에 정확도를 높이는 효과를 가질 수 있다.
In the case of the existing actuator, only a magnet signal is received and a process of amplifying the digital signal is performed. However, in the present invention, the first hall sensor signal is amplified and the feedback signal is amplified to increase the accuracy in position control.

다음으로, 본 발명에 따른 제1 액츄에이터 제어모듈(110a)에 관해 설명한다.Next, the first actuator control module 110a according to the present invention will be described.

상기 제1 액츄에이터 제어모듈(110a)은 원격지의 메인제어보드로부터 무선제어신호를 수신받아, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하고, 홀센서에서 인식된 값과 제1 마이크로스위치에서 인식된 값(계수값)을 비교한 후, 비교된 값을 증폭시켜, 피드백시키고, 그 피드백 값과 입력(명령값)을 PID 제어하여 설정된 회전각도에 맞게 제1 나사산형 샤프트를 좌우 직선운동 또는 상하 직선운동시키도록 정밀제어하는 역할을 한다.The first actuator control module 110a receives a wireless control signal from a main control board at a remote location, controls the overall operation of each device, and recognizes a value recognized by a hall sensor and a value recognized by a first micro switch (coefficient value). ), And then amplify the compared value, feed it back, and PID control the feedback value and input (command value) to precisely move the first threaded shaft to the left or right linear motion or up and down linear motion according to the set rotation angle. It has a role to control.

이는 도 8에 도시한 바와 같이, 제1 무선통신모듈(Wireless Communication Module)(111a), 제1 유선통신용 커넥터소켓(112a), 제1 유무선통신스위칭부(113a), 제1 데이터인터페이스부(114a), 제1 IP통신용스위칭부(115a), 제1 DC-DC 컨버터부(116a), 제1 마이컴부(117a), 제1 증폭부(118a), 제1 AD컨버터(119a), 제1 모터 드라이버(110a-1)로 구성된다.
As shown in FIG. 8, the first wireless communication module 111a, the first connector socket 112a for wired communication, the first wired / wireless communication switching unit 113a, and the first data interface unit 114a. ), The first IP communication switching unit 115a, the first DC-DC converter unit 116a, the first microcomputer unit 117a, the first amplifier unit 118a, the first AD converter 119a, and the first motor. It consists of the driver 110a-1.

상기 제1 무선통신모듈(Wireless Communication Module)(111a)는 2.4GHz 및 5.6GHz의 무선모듈로 이루어져 원격지의 메인제어보드와 제1 무선송수신안테나(111a-1)를 통해 무선통신망을 형성시켜 메인제어보드로부터 원격제어신호를 수신받아 제1 마이컴부로 전달시키는 역할을 한다.The first wireless communication module 111a comprises 2.4GHz and 5.6GHz wireless modules to form a wireless communication network through a main control board and a first wireless transmission / reception antenna 111a-1 at a remote location, thereby controlling main communication. It receives a remote control signal from the board and transfers it to the first microcomputer unit.

이는 지그비(Zigbee) 및 와이파이(WIFI)통신으로 구성된다.It consists of Zigbee and WIFI communications.

여기서, 지그비(Zigbee)는 저전력 무선 근거리 표준 통신 기술을 의미한다. Here, Zigbee refers to a low power wireless short-range standard communication technology.

가격이 저렴하고, 전력소모가 매우 적고, 크기와 프로그램이 작으며, 근거리에서 속도가 크게 빠르지 않고, 네트워크 사용 빈도가 드문 경우에 가장 적합한 특징을 가진다.It is best suited for low cost, very low power consumption, small size and program, fast speed at short distance, and rare network usage.

일반적인 배터리로도 1년 이상을 사용할 수 있고, 전송속도는 2.4GHz 대역에서 최대 250 Kbps, 칩의 가격은 $1 정도이다. A typical battery can be used for more than a year, and the transmission speed is up to 250 Kbps in the 2.4GHz band and the chip is about $ 1.

네트워크에 최대 65,536개의 노드를 붙일 수 있고, 스타(Star), 클러스터 트리(uster Tree) 및 메쉬(Mesh) 네트워크 망까지도 지원이 된다. Up to 65,536 nodes can be attached to the network, and even star, cluster tree and mesh network networks are supported.

EEE 802.15.4의 PHY 및 MAC 표준을 바탕으로 지그비(ZigBee) 연합(기업체 및 연구소 등)이 중심이 되어 상위계층인 네트워크 및 응용 계층의 ZigBee 스펙을 제정하였다. Based on the PHY and MAC standards of EEE 802.15.4, the ZigBee alliance (such as companies and research institutes) was centered and the ZigBee specification of the upper layer network and application layer was established.

전송거리는 10~75m range, 75m/1mW(0dBm)이하, 30mA 이하이고, 2.4GHz 하드웨어의 경우 30m/indoor, over 100m/outdoor이며, 배터리 수명은 100~1,000day이상의 수명을 유지할 수가 있다.Transmission range is 10 ~ 75m range, 75m / 1mW (0dBm) or less, 30mA or less, and 2.4m hardware is 30m / indoor, over 100m / outdoor, and battery life can be maintained over 100 ~ 1,000day.

이러한 지그비(ZigBee)의 특성을 이용하여, 메인 제어보드와 저속 통신으로 근거리에서 제어명령데이터를 송수신할 수 있도록 구성된다.By using the characteristics of the ZigBee (ZigBee), it is configured to transmit and receive the control command data at a short distance by the low-speed communication with the main control board.

지그비의 경우 근거리와 로컬 네트워크망 등 가까운 거리에서 액츄에이터 제어에 사용하며, 와이파이(WIFI)의 경우 원거리 무선 원격제어를 위하여 AP(액서스포인트)를 통하여 TCP/IP 통신망 즉 이더넷(Ethernet) 망을 이용하여 무선 서보 액츄에이터를 제어할 수 있는 무선 모듈 등으로 다양한 네트워크 제어가 가능하다In case of Zigbee, it is used for actuator control in close distance such as local area and local network.In case of Wi-Fi, Wi-Fi (TCP) uses a TCP / IP communication network through Ethernet (AP), or Ethernet network, for remote wireless remote control. Various network control is possible with the wireless module that can control the wireless servo actuator.

상기 메인제어보드(5)는 외부기기의 상,하 진폭과 회전축 이동, 위치제어, 속도조절시키는 제어명령데이터를 제1 무선 서보 액츄에이터의 제1 무선통신모듈로 제어명령데이터를 송신시키고, 이에 따른 응답신호로서, 제1 무선 서보 액츄에이터의 동작상태를 수신받으며, 제1 무선 서보 액츄에이터로 무선전기를 송신시키는 역할을 한다. 이는 무선 서보 액츄에이터와 지그비망을 통해 서로 연결되어, 양방향 데이터 통신이 되도록 통신연결시키는 지그비통신모듈과, 무선 서보 액츄에이터로 상,하 진폭과 회전축 이동, 위치제어, 속도조절시키는 제어명령데이터를 송신시켜, 무선 서보 액츄에이터의 위치제어 및 진폭크기를 무선으로 제어시키는 메인제어부와, 컨버터부, 인버터부, 전자기파공명안테나으로 이루어져 1m~5m의 근거리에서 무선 서보 액츄에이터로 무선전기를 송신시키는 무선전기송신부가 구성된다.
The main control board 5 transmits the control command data to the first wireless communication module of the first wireless servo actuator to control the upper and lower amplitude and the rotation axis movement, position control, speed control of the external device, accordingly As a response signal, the operation state of the first wireless servo actuator is received, and the wireless electric motor is transmitted to the first wireless servo actuator. It is connected to each other through the wireless servo actuator and the Zigbee network, the ZigBee communication module for the communication connection for two-way data communication, and the control command data for the up and down amplitude and rotation axis movement, position control, speed control to the wireless servo actuator to transmit The main control unit for controlling the position and amplitude amplitude of the wireless servo actuator wirelessly, and the converter, inverter unit, electromagnetic resonance antenna consisting of a wireless electric transmitter for transmitting the wireless electricity to the wireless servo actuator at a short range of 1m ~ 5m do.

본 발명에 따른 제1 무선통신모듈(Wireless Communication Module)(111)은 전단 일측에 2.4GHz 및 5.6GHz 등의 무선모듈 제1 무선송수신안테나(111a-1)가 구성된다.
In the first wireless communication module 111 according to the present invention, a wireless module first wireless transceiver antenna 111a-1 such as 2.4 GHz and 5.6 GHz is configured at one end of the first wireless communication module 111.

상기 제1 유선통신용 커넥터소켓(112a)은 유선통신망을 형성시키는 역할을 한다.The first wired connector socket 112a serves to form a wired communication network.

이는 제1 유무선통신스위칭부의 스위칭신호에 의해 유선통신망으로 전환된다.
This is switched to the wired communication network by the switching signal of the first wired / wireless communication switching unit.

상기 제1 유무선통신스위칭부(113a)는 평상시에는 무선통신망을 형성시키다가 외부에서 제1 유선통신용 커넥터소켓에 케이블이 연결되면 자동으로 무선통신을 오프시키고, 유선통신망을 형성시키는 역할을 한다.
The first wired / wireless communication switching unit 113a normally forms a wireless communication network, and when the cable is connected to the first wired communication connector socket from the outside, automatically turns off the wireless communication and forms a wired communication network.

상기 제1 데이터인터페이스부(114a)는 제1 유무선통신스위칭부를 통해 수신되는 데이터 신호를 제1 마이컴부에서 처리할 수 있도록 레벨을 맞춰서 설정시키는 역할을 한다.The first data interface unit 114a serves to set a level so that the first microcomputer unit can process a data signal received through the first wired / wireless communication switching unit.

이는 PWM 통신과 TCP/IP 통신을 통해 외부 컨트롤러와 데이터 인터페이스로 상호 연결시키도록 하기 위해, PWM 통신모듈과 TCP/IP 통신모듈로 구성된다.It consists of a PWM communication module and a TCP / IP communication module to interconnect with an external controller and a data interface through PWM communication and TCP / IP communication.

상기 PWM(Pulse Wide Modulation) 통신모듈은 단방향 통신을 하며, 입력 리플레시 주파수는 50Hz(20mS)이고, 펄스 와이드 범위는 0.9~2.1mS, 센터(Center)는 1.5mS인 특성을 갖는다.The PWM (Pulse Wide Modulation) communication module has a one-way communication, the input refresh frequency is 50Hz (20mS), the pulse wide range is 0.9 ~ 2.1mS, the center (Center) has the characteristics of 1.5mS.

상기 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol ) 통신모듈은 네트워크 전송 프로토콜로, 이웃하는 또 따른 무선 서보 액츄에이터로 데이터를 전송할 수 있어 네트워크망으로 연결시킬 수가 있다.
The Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP / IP) communication module is a network transmission protocol, and may transmit data to another neighboring wireless servo actuator, thereby connecting to a network.

상기 제1 IP통신용스위칭부(115a)는 이더넷통신케이블을 통해 제1 마이컴부에서 연산한 결과값을 메인제어보드로 전송시킬 수 있도록 스위칭시키는 역할을 한다.The first IP communication switching unit 115a serves to switch the transmission of a result value calculated by the first microcomputer unit to the main control board through an Ethernet communication cable.

여기서, 제1 마이컴부에서 연산한 결과값은 메인제어보드의 제어명령데이터에 따른 응답신호로서, 상,하 진폭과 회전축 이동, 위치제어, 속도조절되는 제1 무선 서보 액츄에이터의 동작상태 결과값을 말한다.Here, the result value calculated by the first microcomputer unit is a response signal according to the control command data of the main control board. Say.

이는 IP 통신용 포트로써 이더넷 통신이 구성되고, 결과값을 메인제어보드에 전송시키며, IP제어신호도 수신할 수 있는 양방향 통신포트로 구성된다.
It is a port for IP communication and Ethernet communication is configured, and the result value is transmitted to the main control board, and it is configured as a bidirectional communication port that can also receive IP control signals.

상기 제1 DC-DC 컨버터부(116a)는 제1 충전용배터리로부터 공급받은 전원을 DC-DC 스텝 다운시켜 제1 마이컴부로 전원을 인가시키는 역할을 한다.The first DC-DC converter unit 116a serves to apply power to the first microcomputer unit by DC-DC stepping down the power supplied from the first rechargeable battery.

이는 DC/DC 스텝 다운 컨버터로서 제1 마이컴부에 안정화된 전원을 공급하며, 제1 구동모터의 구동 토오크로 인한 전원 흔들림이 발생하여도 제1 마이컴부에 안정화된 전원을 공급한다.
The DC / DC step-down converter supplies the stabilized power to the first microcomputer, and supplies the stabilized power to the first microcomputer even when power fluctuations occur due to the driving torque of the first driving motor.

상기 제1 마이컴부(117a)는 제1 무선통신모듈, 제1 유무선통신스위칭부, 제1 데이터인터페이스부, 제1 IP통신용스위칭부, 제1 정류회로부, 제1 DC-DC 컨버터부와 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하고, 제1 홀센서에서 인식된 값과 제1 마이크로스위치에서 인식된 값(계수값)을 비교한 후, 비교된 값을 증폭시켜, 피드백시키고, 그 피드백 값과 입력(명령값)을 PID 제어하여 설정된 회전각도에 맞게 제1 나사산형 샤프트를 좌우 직선운동 또는 상하 직선운동시키도록 정밀제어하는 역할을 한다.The first microcomputer 117a is connected to a first wireless communication module, a first wired / wireless communication switching unit, a first data interface unit, a first IP communication switching unit, a first rectifying circuit unit, and a first DC-DC converter unit. After controlling the overall operation of each device, comparing the value recognized by the first Hall sensor and the value (coefficient) recognized by the first microswitch, the amplified value is amplified, fed back, and the feedback value PID control of the input (command value) serves to precisely control the first threaded shaft to the left and right linear motion or vertical straight motion according to the set rotation angle.

이는 제1 DC-DC 컨버터로부터 안정화된 전원(3.3V)을 인가 받고, 송신단자(TXD)에 시그널 데이터 인터페이스가 연결되어 외부 컨트롤러와 데이터 통신을 하고, 오실레이터(OSC) 단자에 크리스탈 발진소자가 연결되어 수십Mhz로 발진되며, 출력단자는 제1 모터드라이버의 정회전모드와 역회전모드가 연결되어, 제1 모터드라이버 쪽으로 PWM구동신호를 출력시켜 1~360°중 0.2~0.5°각도씩 정(역)회전시켜 특정회전각도에 정위치되도록 위치제어하고, 입력단자에 증폭부가 연결되어, 증폭된 제1 홀 서 측정값을 입력받도록 구성된다. It receives the stabilized power supply (3.3V) from the first DC-DC converter, the signal data interface is connected to the transmission terminal (TXD) to communicate data with an external controller, and the crystal oscillator is connected to the oscillator (OSC) terminal It is oscillated at several tens of MHz, and the output terminal is connected to the forward rotation mode and the reverse rotation mode of the first motor driver. Rotation) is controlled to be positioned at a specific rotation angle, and the amplifier is connected to the input terminal, and is configured to receive the amplified first hall measurement value.

즉, 제1 홀센서에서 회전자의 위치와 연관된 자계의 이동을 감지하고, 제1 링형 마그네틱으로부터 전달받은 자기장의 편향 값과 되먹임 되어진 회전자 위치 신호를 증폭하고 디지털 전압으로 바꿔 제1 마이컴부(CPU)로 전달시켜 줌으로써 기존 액츄에이터 보다 오차가 작은 위치제어를 할 수 있다.That is, the first hall sensor senses the movement of the magnetic field associated with the position of the rotor, amplifies the deflection value of the magnetic field received from the first ring-shaped magnetic and the feedback rotor position signal, and converts the rotor position signal into a digital voltage. By transmitting it to the CPU, position control with less error than the existing actuator can be performed.

명령데이터를 받은 제1 마이컴부는 입력 단자로 부터 제1 홀센서의 피드백 값과 PID(Proportional-Integral-Derivative 비례적분미분) 제어과정을 거쳐 결과값을 제1 모터 드라이버로 출력시킨다.The first microcomputer receives the command data and outputs a result value to the first motor driver through a feedback value of the first hall sensor and a PID (Proportional-Integral-Derivative Proportional Integral Differential) control process from the input terminal.

상기 PID제어기는 피드백제어기의 형태를 가지고 있으며, 제어하고자 하는 대상의 출력 값(output)을 측정하여 이를 원하고자 하는 참조 값(reference value) 혹은 설정 값(set point)과 비교하여 오차(error)를 계산하고, 그 오차 값을 이용하여 제어에 필요한 제어 값을 계산하는 구조를 갖는다.The PID controller has a form of a feedback controller. The PID controller measures an output value of an object to be controlled and compares it with a reference value or a set point desired to obtain an error. It calculates and calculates the control value required for control using the error value.

본 발명에 따른 PID제어기는 수학식 1과 같이, 세 개의 항(비례항, 적분항, 미분항)을 더하여 제어 값(MV: Manipulated Variable)을 계산하도록 구성된다.
PID controller according to the present invention is configured to calculate a control value (MV) by adding three terms (proportional term, integral term, derivative term), as shown in equation (1).

이 항들은 각각 오차값, 오차값의 적분, 오차값의 미분에 비례하기 때문에 비례-적분-미분 제어기(Proportional-Integral-Derivative)라는 명칭을 가진다.These terms are named Proportional-Integral-Derivative because they are proportional to the error value, the integral of the error value, and the derivative of the error value.

상기 비례항은 현재상태에서의 오차값의 크기에 비례한 제어작용을 한다. The proportional term acts in proportion to the magnitude of the error value in the current state.

상기 적분항은 정상상태 오차를 없애는 작용을 한다. The integral term serves to eliminate the steady state error.

상기 미분항은 출력값의 급격한 변화에 제동을 걸어 오버슛을 줄이고 안정성을 향상시킨다.The derivative term brakes abrupt changes in the output value to reduce overshoot and improve stability.

이처럼 본 발명에 따른 제1 마이컴부에서는 PID제어기를 통해 제어하고자 하는 대상의 출력값(output)을 측정하여 이를 원하고자 하는 참조값(reference value) 혹은 설정값(set point)과 비교하여 오차(error)를 계산하고, 그 오차값을 이용하여 1~360°회전각도 중 0.2~0.5°각도씩 회전시켜 특정회전각도에 정위치 되도록 정확한 제어값을 계산할 수가 있다.As described above, the first microcomputer according to the present invention measures an output value of an object to be controlled through a PID controller and compares it with a reference value or a set point that is desired to obtain an error. Using the error value, it is possible to calculate the exact control value so that it rotates by 0.2 ~ 0.5 ° angle among the 1 ~ 360 ° rotation angles so as to be positioned at a specific rotation angle.

본 발명에 따른 제1 마이컴부에서는 1~360°회전각도 중 0.2~0.5°각도씩 회전시켜 특정회전각도에 정위치시켜, 제1 나사산형 스크류가 프로그램 설정된 높이까지 상하 또는 좌우로 구동되도록 테이블화되어 설정된다.
In the first microcomputer unit according to the present invention by rotating the angle of 0.2 ~ 0.5 ° of 1 ~ 360 ° rotation angle by positioning at a specific rotation angle, the table is driven so that the first screw-type screw is driven up and down or left and right up to the programmed height Is set.

또한, 본 발명에 따른 제1 마이컴부에서는 제1 유선통신용 커넥터소켓에 유선 커넥터가 삽입되면, 제1 유무선통신스위칭부에 스위칭신호를 보내어, 무선통신을 자동으로 오프시키도록 제어한다.In addition, in the first microcomputer unit according to the present invention, when a wired connector is inserted into the first wired communication connector socket, a switching signal is sent to the first wired or wireless communication switching unit to control the wireless communication to be turned off automatically.

그리고, 제1 유선통신용 커넥터소켓에 의해 유선 커넥터가 삽입되어 유선통신을 로 사용할 경우, 제어신호와 전원전압이 사용되는데, 무선 충전과는 달리 유선으로 제1 충전용배터리의 충전이 되도록 구성된다.In addition, when the wired connector is inserted by the first wired communication connector socket to use the wired communication, the control signal and the power supply voltage are used. Unlike the wireless charging, the first charging battery is configured to be charged by the wire.

이때, 유선통신을 통해 제1 충전용배터리를 충전시키는 스위칭 회로와 충전회로가 구성된다.
In this case, a switching circuit and a charging circuit configured to charge the first rechargeable battery through wired communication are configured.

상기 제1 증폭부(118a)는 제1 홀센서에서 측정된 값을 증폭시켜 AD컨버터로 전달시키는 역할을 한다.The first amplifier 118a amplifies the value measured by the first hall sensor and transmits the amplified value to the AD converter.

이는 OP앰프로 구성된다.
It is composed of an op amp.

상기 제1 AD컨버터(119a)는 제1 증폭부에서 증폭된 값을 AD 변환시켜 제1 마이컴부로 전달시키는 역할을 한다.
The first AD converter 119a plays a role of converting the value amplified by the first amplifier to the first microcomputer by converting AD.

상기 제1 모터 드라이버(110a-1)는 제1 마이컴부의 제어하에 구동모터를 시계방향과 반시계방향으로 PWM 구동시키는 역할을 한다.
The first motor driver 110a-1 serves to PWM drive the driving motor clockwise and counterclockwise under the control of the first microcomputer unit.

다음으로, 본 발명에 따른 제1 무선전력충전모듈(120a)에 관해 설명한다.Next, the first wireless power charging module 120a according to the present invention will be described.

상기 제1 무선전력충전모듈(120a)은 외부의 메인제어보드부터 전송된 무선전기를 수신받아 유기전력을 생성시켜 충전시키는 역할을 한다.The first wireless power charging module 120a receives the wireless electricity transmitted from the external main control board and generates and charges organic power.

이는 도 12에 도시한 바와 같이, 제1 무선충전용 코일부(121a), 제1 정류회로부(122a), 제1 충전제어회로부(123a), 제1 충전용배터리(124a)로 구성된다.
As shown in FIG. 12, the first wireless charging coil unit 121a, the first rectifying circuit unit 122a, the first charging control circuit unit 123a, and the first charging battery 124a are configured.

상기 제1 무선충전용 코일부(121a)는 제1 액츄에이터 본체의 바닥층 일측에 설치되고, 환형상의 유도코일로 형성되어, 일측의 제1 공진형멀티루프어레이안테나(121a-1)로부터 전자기파 공진주파수를 수신받아, 유기전력을 생성시켜 제1 정류회로부로 전달시키는 역할을 한다.
The coil unit 121a for the first wireless charging unit is installed at one side of the bottom layer of the first actuator main body and is formed of an annular induction coil, and has an electromagnetic resonance frequency from the first resonant multi-loop array antenna 121a-1 on one side. Receives, serves to generate the organic power to deliver to the first rectifier circuit.

상기 공진형유도코일의 공극간격(I_g)는 0.04~0.5cm로 하여, 환형 또는 나선형으로 부착되어 형성된다.The gap spacing I _g of the resonant induction coil is 0.04 to 0.5 cm, and is formed in an annular or helical shape.

그리고, 본 발명에서는 공진형유도코일을 은(Au)과 구리(Cu)재질로 형성함으로서, 고주파노이즈를 제거할 수 있어, 소비전력의 손실을 막을 수 있고, 그로 인해 전자기파의 효율이 높아지는 효과가 있다.In the present invention, by forming the resonant induction coil made of silver (Au) and copper (Cu), high frequency noise can be eliminated, thereby preventing the loss of power consumption, thereby increasing the efficiency of electromagnetic waves. have.

또한, 공진형유도코일의 공극간격(I_g)을 0.04~0.5cm로 하고, 도 11에 도시한 바와 같이, 3중의 환형 또는 3중의 나선형으로 형성함으로서, 제1 무선충전용 코일부에서는 100KHz~10MHz의 공진주파수가 생성되며, 그이상의 공진주파수로도 매칭이 가능하다. 무게 및 작업의 공정성을 개선하기 위하여 공진형 멀티루프어레이 안테나는 다층 구조의 PCB에 패턴 안테나로 구현이 가능하다.In addition, the gap spacing (I _g ) of the resonant induction coil is set to 0.04 to 0.5 cm, and as shown in FIG. 11, it is formed in a triple annular shape or a triple spiral shape. A resonant frequency of 10 MHz is generated and can be matched to a higher resonant frequency. To improve the weight and fairness of work, the resonant multi-loop array antenna can be implemented as a pattern antenna on a multilayer PCB.

근거리 충전에 사용 할 경우 PCB 안테나 구조로 사용이 가능하고 사용하는 장소에 따라서 은과 구리가 조합된 재질의 공진형유도코일을 사용한 멀티루프어레이 안테나를 사용 할 수 있다. When it is used for short-range charging, it can be used as a PCB antenna structure, and depending on the place of use, a multi-loop array antenna using a resonant induction coil made of a combination of silver and copper can be used.

즉, 제1 무선전력 안테나 코일에 의하여 유기된 신호는 가변캐패시터로 공진주파수를 100KHz~10MHz 또는 그 이상의 공진 주파수로 매칭을 시키는 매칭 주파수부로 구성된다.That is, the signal induced by the first wireless power antenna coil is composed of a matching frequency unit for matching the resonance frequency to the resonance frequency of 100KHz ~ 10MHz or more with a variable capacitor.

매칭 주파수부는 주파수 공진 방식으로 전력송신 주파수와 수신 안테나의 주파수가 공진되어 최대의 효율을 얻을 수 있도록 가변캐패시터로 조정하여 공진주파수로 매칭을 시킬 수 있다. 가변캐패시티로 공진 주파수를 100KHz~10MHz 또는 그 이상의 공진주파수로 매칭을 시킬 수 있는 공진 주파수 매칭부로 구성된다.
The matching frequency unit may be matched to the resonant frequency by adjusting with a variable capacitor so that the power transmission frequency and the frequency of the receiving antenna resonate in a frequency resonant manner to obtain maximum efficiency. It consists of a resonant frequency matching unit that can match the resonant frequency to the resonant frequency of 100KHz ~ 10MHz or more with variable capacity.

상기 제1 정류회로부(122a)는 제1 무선충전용 코일부로 인가된 공진유기전력을 DC로 변환시켜 제1 충전제어회로부로 전달시키는 역할을 한다.The first rectifier circuit 122a serves to convert the resonant organic power applied to the coil unit for the first wireless charging into DC and transfer the DC to the first charge control circuit.

이는 쇼트키다이오드 조합으로 구성된다.It consists of a schottky diode combination.

정류부는 AC 성분으로 DC 성분으로 컨버팅 시켜줘야 충전이 가능하기 때문에, 유기된 전력을 DC 성분으로 컨버팅시켜 주는 역할을 한다.Since the rectifier can be charged only by converting it into a DC component with an AC component, it plays a role of converting the induced power into the DC component.

상기 제1 충전제어회로부(123a)는 제1 마이컴부의 제어신호에 따라 구동되어, 제1 정류회로부는 공진된 유기전력을 쇼트키다이오드를 통해 DC로 변환되어 구형파 펄스스위칭 방식을 이용하고 제1 충전제어회로부를 통해 전기를 인가받아 충전된 후, 각 기기에 전원을 공급시키는 역할을 한다.The first charge control circuit unit 123a is driven according to the control signal of the first microcomputer unit, and the first rectifier circuit unit converts the resonant organic power into DC through a Schottky diode to use a square wave pulse switching method to perform a first charge. After being charged with electricity through the control circuit unit, it serves to supply power to each device.

이는 제1 무선충전용 코일부(121a) 상단에 위치된다.It is located on the top of the coil unit 121a for the first wireless charging.

그리고, DC 4.8 V or 6.0V/ 1200mA ~ 1600mA의 사각형 타입의 리튬이온전지 또는 스몰형 충전용 배터리로 구성된다.And, it is composed of a rectangular lithium ion battery or a small rechargeable battery of DC 4.8 V or 6.0 V / 1200 mA ~ 1600 mA.

상기 제1 무선충전용 코일부(121a), 제1 정류회로부(122a), 제1 충전제어회로부(123a), 제1 충전용배터리(124a)로 이루어진 제1 무선전력충전모듈(200a)은 다음과 같은 과정을 통해 무선충전된다.The first wireless power charging module 200a including the first wireless charging coil unit 121a, the first rectifying circuit unit 122a, the first charging control circuit unit 123a, and the first charging battery 124a is as follows. Wireless charging through the same process.

먼저, 제1 무선충전용 코일부에 공진유기전력은 코일의 권선수 및 두께에 의하여 공진 유기전력이 결정된다.First, the resonant organic power of the resonant organic power of the coil unit for the first wireless charging is determined by the number of windings and the thickness of the coil.

본 발명에서는 4.0 ~ 6.0V의 250mA ~ 300mA 정도의 유기전력이 생성되며 거리에 따라서 유기전력은 변화된다..In the present invention, the organic power of 250 mA to 300 mA of 4.0 to 6.0 V is generated, and the organic power is changed according to the distance.

여기서, 제1 무선충전용 코일부(121a)에 의해 생성되는 유기전력은 상당히 작아 충전용 배터리에 풀 충전은 어렵기 때문에, 제1 정류회로부는 제1 무선 서보 액츄에이터의 기본 전지 사용 시간을 연장하는 역할을 담당한다. Here, since the organic power generated by the first wireless charging coil unit 121a is so small that it is difficult to fully charge the rechargeable battery, the first rectifying circuit unit extends the basic battery life of the first wireless servo actuator. Play a role.

상기 제1 정류회로부를 거쳐게 되면 사용하는 장소에 따라 주기가 긴펄스형태 및 주기가 짧은 펄스 형태로 변환되어 배터리에 충전을 높일 수 있다. When passing through the first rectifying circuit unit, the period is converted into a long pulse form and a short pulse form according to the place of use to increase the charge to the battery.

여기서, DC 성분으로 충전을 하는 것이 보통이나 펄스성이 있는 전력파를 공급할 경우 제1 충전용배터리에 전력을 충전하는 시간도 그만큼 짧아지면서 충전 효과도 높일 수 있다. In this case, the charging with the DC component is common, but when supplying a pulsed power wave, the time for charging power to the first rechargeable battery is shortened by that time, and the charging effect can be enhanced.

제1 정류회로부에서 컨버팅 된 DC 전력은 제1 충전제어회로부에 의하여 제1 충전용배터리에 충전을 하게 되는데 충전을 하기 위해서는 PCM회로를 거쳐 안전하게 충전용배터리에 충전을 하게 된다,The DC power converted by the first rectifying circuit unit is charged to the first charging battery by the first charging control circuit unit. To charge the battery, the charging battery is safely charged through the PCM circuit.

그리고, 유선충전 또는 무선충전을 할 경우 충전 전압의 변동 및 이상유무를 판별하는 제1 충전제어회로부는 충전용배터리 전원이 완충되었을 때 자동으로 오토컷(Auto-Cut)시키는 역할을 한다.In addition, the first charging control circuit unit for determining the change in the charging voltage and whether there is an abnormality in the wired charging or wireless charging serves to automatically auto-cut when the rechargeable battery power is fully charged.

이때, 오토컷(Auto-Cut)이 안될 경우 제1 충전용배터리는 계속적으로 충전을 하는 상태가 되므로 상대적으로 충전용배터리 및 주변 회로에 위험성이 있어 반드시 오토컷(Auto-Cut) 회로가 포함된다. In this case, when the auto-cut is not performed, the first rechargeable battery is continuously charged, so there is a danger in the rechargeable battery and the peripheral circuit. Therefore, the auto-cut circuit is necessarily included. .

제1 충전제어회로부는 항상 제1 충전용배터리 전원 전압이 제1 마이컴부에 의해 항상 모니터링 할 수 있도록 구성되어 있어 전원 전압의 변동 및 이상 유무에 대하여 항상 실시간 대응을 할 수 있다.The first charging control circuit unit is configured to always monitor the first charging battery power supply voltage by the first microcomputer unit, so that the first charging control circuit unit can always respond in real time to the change and abnormality of the power supply voltage.

또한 무선으로 완충전이 되었을 경우 제1 충전제어회로부에서는 제1 충전용배터리 상태를 모니터링하여 메인제어보드에 무선으로 전력 공급 중단 요청을 하는 신호를 송출하는 구조로 되어 있어 제1 충전용배터리의 안전 및 보호를 할 수 있는 구조로 구성된다.In addition, when the battery is fully charged, the first charging control circuit unit monitors the state of the first charging battery and sends a signal to the main control board to request a power supply interruption wirelessly. It is structured to protect.

그리고, 유선 충전의 경우 완충 상태를 알 수 있는 인디케이터용 LED 램프가 구성된다.
And, in the case of wired charging, the LED lamp for the indicator that can know the buffer state is configured.

다음으로, 본 발명에 따른 제1 마이크로스위치(130a)에 관해 설명한다.Next, the first micro switch 130a according to the present invention will be described.

상기 제1 마이크로스위치(130a)는 제1 나사산형 샤프트의 밑단과 0.5~1cm 로 이격되어 위치되면서, 제1 나사산형 샤프트이 상하 직선운동 시 리미트 될 수 있게하여 제1 액츄에이터 제어모듈로 전달시키는 역할을 한다.The first microswitch 130a is positioned to be spaced apart from the bottom of the first threaded shaft by 0.5 to 1 cm, thereby allowing the first threaded shaft to be limited in the vertical movement of the first threaded shaft to be transmitted to the first actuator control module. do.

이는 제1 나사산형 샤프트의 시작점과 끝지점을 감지(터치)하도록 구성됨으로서, 제1 나사산형 샤프트가 리미트되는 것을 감지한다.It is configured to sense (touch) the start and end points of the first threaded shaft, thereby detecting that the first threaded shaft is limited.

그리고, 본 발명에서는 제1 마이크로스위치 일측에 근접센서를 구성하여, 제1 나사산형 샤프트가 위, 아래로 이동할 경우 현재 제1 나사산형 샤프트가 아래 또는 윗부분에 위치하고 있는지 알 수 있게 하는 것이 특징이다.In the present invention, the proximity sensor is configured on one side of the first micro switch, so that when the first threaded shaft is moved up and down, it is possible to know whether the first threaded shaft is located at the bottom or the top.

상기 제1 마이크로스위치(130a)는 미소접점 간격과 스냅 동작기구로 구성되고, 규정된 동작과 규정된 힘으로 개폐동작을 하는 접점기구가 케이스로 덮여져 구성된다.
The first micro switch 130a is composed of a micro contact interval and a snap operating mechanism, and a contact mechanism for opening and closing operations with a prescribed operation and a prescribed force is covered with a case.

본 발명에 따른 제1 마이크로스위치는 제1 나사산형 샤프트의 온/오프 구동여부를 정확하게 감지할 수 있어 신뢰성이 높고, 성능이 우수하고, 소형, 높은 용량, 저가격, 보수점검이 용이한 특성을 가진다.
The first micro switch according to the present invention can accurately detect whether the first threaded shaft is on or off, and thus has high reliability, excellent performance, small size, high capacity, low cost, and easy maintenance. .

이하, 본 발명에 따른 제2 무선 서보 액츄에이터(1b)에 관해 설명한다.Hereinafter, the second wireless servo actuator 1b according to the present invention will be described.

상기 제2 무선 서보 액츄에이터(1b)는 회전자가 본체의 중앙 상단 방향으로 돌출 형성되어 힘의 전달을 상하 또는 좌우로 전달시켜 외부기기의 상,하 진폭과 높 낮이 조절, 회전축 이동, 위치제어, 속도조절시키는 역할을 한다.The second wireless servo actuator (1b) is a rotor is formed to protrude in the upper direction of the center of the main body to transmit the force up and down or left and right to adjust the upper and lower amplitude and height of the external device, the rotation axis movement, position control, It plays a role of speed regulation.

이는 제2 액츄에이터 본체(10b), 제2 구동모터(20b), 제1b 피니언기어(30b), 제2b 스퍼기어(40b), 제3b 스퍼 기어(50b), 제2 나사산형 샤프트(60b), 제2 최종출력기어(70b), 제2 링형 마그네틱(80b), 제2 홀센서(90b), 제2 액츄에이터 제어모듈(100b), 제2 무선전력충전모듈(110b), 제2 마이크로스위치(120b)로 구성된다.
The second actuator main body 10b, the second drive motor 20b, the first b pinion gear 30b, the second b spur gear 40b, the third b spur gear 50b, the second threaded shaft 60b, Second final output gear 70b, second ring-shaped magnetic 80b, second hall sensor 90b, second actuator control module 100b, second wireless power charging module 110b, second micro switch 120b It is composed of

먼저, 본 발명에 따른 제2 액츄에이터 본체(10b)에 관해 설명한다.First, the second actuator main body 10b according to the present invention will be described.

상기 제2 액츄에이터 본체(10b)는 사각박스형상의 구조로 이루어져서 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.The second actuator body 10b has a rectangular box-shaped structure to protect and support each device from external pressure.

이는 상단면에 회전자(140b)가 돌출되어 형성되고, 최종출력기어가 회전을 하면 내측에 있는 나사산형 샤프트가 회전하면서 위, 아래로 이동을 하도록 지지하고, 각 기기를 외압의 충격으로부터 보호하기 위해, 플라스틱 재질 또는 알루미늄 재질 그리고 기어의 견고성과 마모를 작게 하기 위하여 티타늄 재질 등으로 이루어진다.It is formed by the rotor 140b protruding from the upper surface, and when the final output gear rotates to support the screw shaft on the inside to move up and down while rotating, to protect each device from the impact of external pressure In order to reduce the durability and wear of the plastic material or aluminum material and the gear, titanium material or the like.

내부공간에 상층과 중간층, 그리고, 하층, 바닥층으로 나뉘어 구성된다.The interior space is divided into upper, middle and lower floors.

상기 상층에는 제1b 피니언기어, 제2b 스퍼 기어, 제3b 스퍼 기어, 제2 나사산형 샤프트의 상단부, 제2 최종출력기어, 제2 링형 마그네틱, 제2 홀센서가 구성된다.The upper layer includes a first b pinion gear, a second b spur gear, a third b spur gear, an upper end of the second threaded shaft, a second final output gear, a second ring magnetic and a second hall sensor.

상기 중간층에는 제2 나사산형 샤프트의 중단부, 제2 구동모터가 구성된다.The intermediate layer comprises a stop of the second threaded shaft, a second drive motor.

상기 하층에는 제2 나사산형 샤프트의 하단부, 제2 충전용배터리, 제2 마이크로 스위치가 구성된다.The lower layer includes a lower end of the second threaded shaft, a second charging battery, and a second micro switch.

상기 바닥층에는 제2 액츄에이터 제어모듈, 제2 무선전력충전모듈로 구성된다.The bottom layer includes a second actuator control module and a second wireless power charging module.

본 발명에 따른 제2 액츄에이터 본체의 상층, 중간층, 하층, 바닥층에는 제2 액츄에이터 본체(10b), 제2 구동모터(20b), 제1b 피니언기어(30b), 제2b 스퍼기어(40b), 제3b 스퍼 기어(50b), 제2 나사산형 샤프트(60b), 제2 최종출력기어(70b), 제2 링형 마그네틱(80b), 제2 홀센서(90b), 제2 액츄에이터 제어모듈(100b), 제2 무선전력충전모듈(110b), 제2 마이크로스위치(120b)를 1:1로 수납해서 조립할 수 있도록 수납틀이 미리 형성됨으로서, 조립이 간단하게 슬림하게 제작할 수가 있다.The upper, middle, lower, and bottom layers of the second actuator body according to the present invention include a second actuator body 10b, a second drive motor 20b, a first b pinion gear 30b, a second b spur gear 40b, and a first layer. 3b spur gear 50b, second threaded shaft 60b, second final output gear 70b, second ring-type magnetic 80b, second hall sensor 90b, second actuator control module 100b, Since the housing frame is formed in advance so that the second wireless power charging module 110b and the second micro switch 120b may be housed in a 1: 1 manner, the assembly may be simply slimmed.

본 발명에 따른 제2 액츄에이터본체의 상단면에는 회전자(140b)가 돌출되어 형성된다.The rotor 140b protrudes from the upper end surface of the second actuator body according to the present invention.

여기서, 회전자(140b)는 이중원판형상으로 형성된다.Here, the rotor 140b is formed in a double disc shape.

다음으로, 본 발명에 따른 제2 구동모터(20b)에 관해 설명한다.Next, the second drive motor 20b according to the present invention will be described.

상기 제2 구동모터(20b)는 제1 액츄에이터 본체의 내부 일측에 내장되어 회전력(토오크)을 생성시키는 역할을 한다.The second driving motor 20b is built into one side of the first actuator body to generate a rotational force (torque).

이는 DC 모터와 BLDC 모터로 구성된다.It consists of a DC motor and a BLDC motor.

상기 DC 모터는 제1 충전용배터리로부터 공급되는 전압의 변동이 없는 직류(DC)전압으로 작동되어 회전력(토오크)을 생성시키는 역할을 한다.The DC motor is operated with a direct current (DC) voltage without a change in the voltage supplied from the first rechargeable battery to generate a rotational force (torque).

본 발명에 따른 DC 모터는 일측에 제1 액츄에이터 제어모듈의 DC 드라이버가 연결되고, 타측에 제1b 피니언기어가 연결된다.In the DC motor according to the present invention, the DC driver of the first actuator control module is connected to one side thereof, and the first b pinion gear is connected to the other side thereof.

상기 BLDC 모터는 DC모터를 구동하게 하는 브러쉬가 없는 DC모터로 구동드라이버로 구동되어 회전력(토오크)을 생성시키는 역할을 한다.The BLDC motor is a brushless DC motor that drives the DC motor and is driven by a drive driver to generate rotational force (torque).

상기 BLDC 모터는 일측에 제1 액츄에이터 제어모듈의 DC 드라이버가 연결되고, 타측에 제1b 피니언기어가 연결된다.
The BLDC motor has a DC driver of the first actuator control module connected to one side thereof, and a first b pinion gear connected to the other side thereof.

다음으로, 본 발명에 따른 제1b 피니언기어(30b)에 관해 설명한다.Next, the 1st pinion gear 30b which concerns on this invention is demonstrated.

상기 제1b 피니언기어(30b)는 제1 구동모터의 회전 축 상단에 위치되어, 회전속도(RPM)를 감속시키고 토오크를 증가시키는 역할을 한다.The first b pinion gear 30b is positioned above the rotation axis of the first drive motor, and serves to reduce the rotation speed RPM and increase the torque.

이는 제2 구동모터와 연결되는 위치에 모터 샤프트가 구성된다.The motor shaft is configured at a position connected with the second drive motor.

상기 제1b 피니언기어는 제2b 스퍼기어의 제2b-1 스퍼기어와 맞물리며 회전시킨다.
The first b pinion gear rotates in engagement with the second b-1 spur gear of the second b spur gear.

다음으로, 본 발명에 따른 제2b 스퍼기어(40b)에 관해 설명한다.Next, the second b spur gear 40b according to the present invention will be described.

상기 제2b 스퍼기어(40b)는 상단부과 하단부의 층상 구조로 이루어지고, 상단부가 제3b 스퍼 기어와 맞물리며 형성되고, 하단부가 제1b 피니언기어와 맞물리며 형성되어, 제1b 피니언기어의 회전방향과 반대방향으로 회전되면서, 제3b 스퍼기어로 제1b 스퍼기어의 반대방향 회전력을 전달시키는 역할을 한다.The second b spur gear 40b has a layered structure of an upper end portion and a lower end portion, an upper end portion is formed in engagement with a third bpur gear, and a lower end portion is formed in engagement with a first b pinion gear and is opposite to a rotation direction of the first b pinion gear. Direction, the third b spur gear serves to transmit the opposite rotational force of the first b spur gear.

이는 제1b 피니언기어와 맞물리면서 회전력을 전달받는 제2b-1 스퍼 기어(41b)가 구성되고, 제2b-1 스퍼 기어의 상단에 제3b 스퍼기어의 제3b-1 스퍼기어와 맞물리면서, 제3b 스퍼기어로 회전력을 전달시키는 제2b-2 스퍼 기어(42b)가 구성된다.This constitutes a 2b-1 spur gear 41b which is engaged with the 1b pinion gear and receives rotational force, and engages with the 3b-1 spur gear of the 3b spur gear on the top of the 2b-1 spur gear, and the 3b spur The 2b-2 spur gear 42b which transfers a rotational force to a gear is comprised.

다음으로, 본 발명에 따른 제3b 스퍼기어(50b)에 관해 설명한다.Next, the third b spur gear 50b according to the present invention will be described.

상기 제3b 스퍼기어(50b)는 상단부와 하단부의 층상구조로 이루어지고, 상단부가 제2 최종출력기어와 맞물리며 형성되고, 하단부가 제2b 스퍼기어와 맞물리며 형성되어, 제2b 스퍼기어의 회전방향과 반대방향으로 회전되면서, 제2 최종출력기어로 제2b 스퍼기어의 반대방향 회전력을 전달시키는 역할을 한다.The 3b spur gear 50b has a layered structure of an upper end and a lower end, and an upper end is formed to be engaged with the second final output gear, and a lower end is formed to be engaged with the second b spur gear, and the rotation direction of the second b spur gear is While rotating in the opposite direction, the second final output gear serves to transmit the opposite rotational force of the second spur gear.

이는 제2b 스퍼 기어의 제2b-2 스퍼기어와 맞물리면서 회전력을 전달받는 제3b-1 스퍼 기어(51b)가 구성되고, 제3b-1 스퍼 기어의 상단에 제2 최종출력기어와 맞물리면서, 제2 최종출력기어로 회전력을 전달시키는 제3b-2 스퍼 기어(52b)가 구성된다.
It is composed of a 3b-1 spur gear 51b which receives rotational force while being engaged with the 2b-2 spur gear of the 2b spur gear, and the second final output gear is engaged with the second final output gear on the upper end of the 3b-1 spur gear. The 3b-2 spur gear 52b for transmitting the rotational force to the final output gear is configured.

다음으로, 본 발명에 따른 제2 나사산형 샤프트(60b)에 관해 설명한다.Next, a description will be given of a second threaded shaft 60b according to the present invention.

상기 제2 나사산형 샤프트(60b)는 제2 액츄에이터 본체(10b)의 중앙 일측에 돌출되어 형성된 회전자를 하나의 축으로 연결시켜, 회전자를 동일한 회전속도와 동일한 토오크(Torque)로 회전시키면서, 상하 또는 좌우로 직선운동시키는 역할을 한다.The second threaded shaft 60b connects the rotor formed by protruding on one side of the center of the second actuator body 10b to one axis, while rotating the rotor at the same torque and the same torque, It plays a role of linear movement up and down or left and right.

이는 둘레를 따라 나사산이 형성된 샤프트가이드(61b)가 구성된다. 그리고, 제2 나사산형 샤프트 상에 제2 최종출력기어가 일체형으로 형성되어, 제2 최종출력기어를 통해 회전력을 전달받아 회전자를 동일한 회전속도와 동일한 토오크로 회전시키도록 구성된다.This constitutes a shaft guide 61b in which threads are formed along the circumference. The second final output gear is integrally formed on the second threaded shaft, and is configured to receive the rotational force through the second final output gear to rotate the rotor at the same torque and the same torque.

상기 회전자는 외부기기와 직접 연결되어 제2 나사산형 샤프트의 힘을 외부기기로 전달시키는 역할을 한다.The rotor is directly connected to the external device serves to transfer the force of the second threaded shaft to the external device.

상단면의 회전자와 하단면의 회전자 사이를 하나의 축으로 연결시키되, 제2 최종출력기어와 제2 링형 마그네틱을 축 관통시켜 연결시킨다.Between the rotor of the upper surface and the rotor of the lower surface is connected to one axis, the second final output gear and the second ring-shaped magnetic through the shaft is connected.

이로 인해, 제2 최종출력기어에 제3b 스퍼기어의 제3b-2 스퍼기어가 연결되어, 회전력이 전달되어 상단면의 회전자를 동일한 회전속도 및 동일한 토오크로 회전시키게 된다.
As a result, the 3b-2 spur gear of the 3b spur gear is connected to the second final output gear, and the rotational force is transmitted to rotate the rotor of the upper surface at the same rotational speed and the same torque.

다음으로, 본 발명에 따른 제2 최종출력기어(70b)에 관해 설명한다.Next, the second final output gear 70b according to the present invention will be described.

상기 제2 최종출력기어(70b)는 제1 나사산형 샤프트 상에 위치되어 제3b 스퍼기어와 연결되면서, 제3b 스퍼기어로부터 회전력을 전달받아 내부에 형성된 제2 나사산형 샤프트를 회전시키는 역할을 한다.The second final output gear 70b is positioned on the first threaded shaft and connected to the third spur gear, and receives the rotational force from the third b spur gear to rotate the second threaded shaft formed therein. .

이는 제2 나사산형 샤프트 상에 관통되어 위치되고, 제3b 스퍼기어의 제3b-2 스퍼 기어와 연결되어 구성된다.
It is positioned through the second threaded shaft and is connected to the third b-2 spur gear of the third b spur gear.

다음으로, 본 발명에 따른 제2 링형 마그네틱(80b)에 관해 설명한다.Next, the second ring-shaped magnetic 80b according to the present invention will be described.

상기 제2 링형 마그네틱(80b)은 제2 나사산형 샤프트에 관통되면서 제2 최종출력기어의 하단에 위치되어, 1°~360°회전시 자기장의 편향값을 제2 홀센서로 전달시키는 역할을 한다.The second ring-shaped magnetic 80b is located at the lower end of the second final output gear while penetrating through the second threaded shaft, and serves to transmit a deflection value of the magnetic field to the second hall sensor when rotating from 1 ° to 360 °. .

이는 링형상으로 형성되어, 상단에 제2 최종출력기어가 구성되고, 하단에 제2 홀센서가 구성된다. It is formed in a ring shape, the second final output gear is configured at the upper end, the second hall sensor is configured at the lower end.

다음으로, 본 발명에 따른 제2 홀센서(90b)에 관해 설명한다.Next, the second Hall sensor 90b according to the present invention will be described.

상기 제2 홀센서(90b)는 제1 링형 마그네틱 하단에 위치되어, 회전자의 위치와 연관된 자계의 이동을 감지하여 제1 링형 마그네틱으로부터 전달받은 자기장의 편향값을 전압으로 바꿔 제1 액츄에이터제어모듈로 전달시키는 역할을 한다.
The second Hall sensor 90b is located at the bottom of the first ring-shaped magnetic, detects the movement of the magnetic field associated with the position of the rotor, and changes the deflection value of the magnetic field received from the first ring-shaped magnetic into a voltage to the first actuator control module. It serves to deliver.

다음으로, 본 발명에 따른 제2 액츄에이터 제어모듈(100b)에 관해 설명한다.Next, a description will be given of the second actuator control module 100b according to the present invention.

상기 제2 액츄에이터 제어모듈(100b)은 원격지의 메인제어보드로부터 무선제어신호를 수신받아, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하고, 홀센서에서 인식된 값과 제2 마이크로스위치에서 인식된 값(계수값)을 비교한 후, 비교된 값을 증폭시켜, 피드백시키고, 그 피드백 값과 입력(명령값)을 PID 제어하여 설정된 회전각도에 맞게 제2 나사산형 샤프트를 좌우 직선운동 또는 상하 직선운동시키도록 정밀제어하는 역할을 한다.The second actuator control module 100b receives a wireless control signal from a main control board at a remote location, controls the overall operation of each device, and recognizes a value recognized by a hall sensor and a value recognized by a second micro switch (coefficient value). ), And then amplify the compared value, feed it back, and PID control the feedback value and input (command value) to precisely move the second threaded shaft to the left or right linear motion or up and down linear motion according to the set rotation angle. It has a role to control.

이는 제2 무선통신모듈(Wireless Communication Module)(101b), 제2 유선통신용 커넥터소켓(102b), 제2 유무선통신스위칭부(103b), 제2 데이터인터페이스부(104b), 제2 IP통신용스위칭부(105b), 제2 DC-DC 컨버터부(106b), 제2 마이컴부(107b), 제2 증폭부(108b), 제2 AD컨버터(109b), 제2 모터 드라이버(100b-1)로 구성된다.
This includes a second wireless communication module 101b, a second wire communication connector socket 102b, a second wired / wireless communication switching unit 103b, a second data interface unit 104b, and a second IP communication switching unit. 105b, the second DC-DC converter 106b, the second microcomputer 107b, the second amplifier 108b, the second AD converter 109b, and the second motor driver 100b-1. do.

상기 제2 무선통신모듈(Wireless Communication Module)(101b)는 2.4GHz 및 5.6GHz 등의 무선모듈로 이루어져 원격지의 메인제어보드와 제2 무선송수신안테나(101b-1)를 통해 무선통신망을 형성시켜 메인제어보드로부터 원격제어신호를 수신받아 제2 마이컴부로 전달시키는 역할을 한다.The second wireless communication module 101b includes a wireless module such as 2.4 GHz and 5.6 GHz to form a wireless communication network through a main control board and a second wireless transceiver antenna 101b-1 at a remote location. Receives a remote control signal from the control board and serves to deliver to the second microcomputer.

지그비의 경우 근거리와 로컬 네트워크망 등 가까운 거리에서 액츄에이터 제어에 사용하며, 와이파이 (WIFI)의 경우 원거리 무선 원격제어을 위하여 AP(액서스포인트)를 통하여 TCP/IP 통신망 즉 이더넷(Ethernet) 망을 이용하여 액츄에이터를 제어 할 수 있는 무선 모듈 등으로 다양한 네트워크 제어가 가능하다.In case of Zigbee, it is used for actuator control in close distance such as local area and local network.In case of Wi-Fi (WIFI), it uses actuator using TCP / IP communication network (Ethernet) network through AP (access point) for remote wireless remote control. Various network control is possible with the wireless module that can control.

상기 메인제어보드(5)는 외부기기의 상,하 진폭과 회전축 이동, 위치제어, 속도조절시키는 제어명령데이터를 제2 무선 서보 액츄에이터의 제2 무선통신모듈로 제어명령데이터를 송신시키고, 이에 따른 응답신호로서, 제2 무선 서보 액츄에이터의 동작상태를 수신받으며, 제2 무선 서보 액츄에이터로 무선전기를 송신시키는 역할을 한다.The main control board 5 transmits control command data to the second wireless communication module of the second wireless servo actuator to control the control command data for controlling the up and down amplitude and rotation axis movement, position control, and speed of the external device. As a response signal, the operation state of the second wireless servo actuator is received and serves to transmit the wireless electricity to the second wireless servo actuator.

그리고, 본 발명에 따른 제2 무선통신모듈(Wireless Communication Module)(101b)은 전단 일측에 2.4GHz 및 5.6GHz 등의 무선모듈로 제2 무선송수신안테나(101b-1)가 구성된다.
In addition, the second wireless communication module 101b according to the present invention includes a second wireless transmission / reception antenna 101b-1 formed of a wireless module such as 2.4 GHz and 5.6 GHz at one end of the second wireless communication module 101b.

상기 제2 유선통신용 커넥터소켓(102b)은 유선통신망을 형성시키는 역할을 한다.The second wired communication connector socket 102b serves to form a wired communication network.

이는 제2 유무선통신스위칭부의 스위칭신호에 의해 유선통신망으로 전환된다.
This is switched to the wired communication network by the switching signal of the second wired / wireless communication switching unit.

상기 제2 유무선통신스위칭부(103b)는 평상시에는 무선통신망을 형성시키다가 외부에서 제2 유선통신용 커넥터소켓에 케이블이 연결되면 자동으로 무선통신을 오프시키고, 유선통신망을 형성시키는 역할을 한다.The second wired / wireless communication switching unit 103b normally forms a wireless communication network and automatically turns off wireless communication when the cable is connected to the second wire communication connector socket from the outside, thereby forming a wired communication network.

상기 제2 데이터인터페이스부(104b)는 제2 유무선통신스위칭부를 통해 수신되는 데이터 신호를 제2 마이컴부에서 처리할 수 있도록 레벨을 맞춰서 설정시키는 역할을 한다.The second data interface unit 104b serves to set a level so that the second microcomputer unit can process a data signal received through the second wired / wireless communication switching unit.

상기 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol ) 통신모듈은 네트워크 전송 프로토콜로, 이웃하는 또 따른 제2 무선 서보 액츄에이터로 데이터를 전송할 수 있어 네트워크망으로 연결시킬 수가 있다.
The Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP / IP) communication module is a network transmission protocol. The TCP / IP communication module may transmit data to a neighboring second wireless servo actuator, thereby connecting to a network.

상기 제2 IP통신용스위칭부(105b)는 이더넷통신케이블을 통해 제2 마이컴부에서 연산한 결과값을 메인제어보드로 전송시킬 수 있도록 스위칭시키는 역할을 한다.The second IP communication switching unit 105b switches to transmit the result value calculated by the second microcomputer unit through the Ethernet communication cable to the main control board.

여기서, 제2 마이컴부에서 연산한 결과값은 메인제어보드의 제어명령데이터에 따른 응답신호로서, 상,하 진폭과 회전축 이동, 위치제어, 속도조절되는 제2 무선 서보 액츄에이터의 동작상태 결과값을 말한다.Here, the result value calculated by the second microcomputer unit is a response signal according to the control command data of the main control board, and the result value of the operation state of the second wireless servo actuator, which is the up / down amplitude, the rotation axis movement, the position control, and the speed control, is measured. Say.

이는 IP 통신용 포트로써 이더넷 통신이 구성되고, 결과값을 메인제어보드에 전송시키며, IP제어신호도 수신할 수 있는 양방향 통신포트로 구성된다.It is a port for IP communication and Ethernet communication is configured, and the result value is transmitted to the main control board, and it is configured as a bidirectional communication port that can also receive IP control signals.

상기 제2 DC-DC 컨버터부(106b)는 제1 충전용배터리로부터 공급받은 전원을 DC-DC 스텝 다운시켜 제2 마이컴부로 전원을 인가시키는 역할을 한다.The second DC-DC converter 106b serves to apply power to the second microcomputer by stepping down the DC-DC power supplied from the first rechargeable battery.

이는 DC/DC 스텝 다운 컨버터로서 제2 마이컴부에 안정화된 전원을 공급하며, 제2 구동모터의 구동 토오크로 인한 전원 흔들림이 발생하여도 제2 마이컴부에 안정화된 전원을 공급한다.
The DC / DC step-down converter supplies the stabilized power to the second microcomputer unit, and supplies the stabilized power to the second microcomputer unit even when power fluctuations occur due to the drive torque of the second drive motor.

상기 제2 마이컴부(107b)는 제2 무선통신모듈, 제2 유무선통신스위칭부, 제2 데이터인터페이스부, 제2 IP통신용스위칭부, 제2 정류회로부, 제2 DC-DC 컨버터부와 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하고, 제2 홀센서에서 인식된 값과 제2 마이크로스위치에서 인식된 값(계수값)을 비교한 후, 비교된 값을 증폭시켜, 피드백시키고, 그 피드백 값과 입력(명령값)을 PID 제어하여 설정된 회전각도에 맞게 제2 나사산형 샤프트를 좌우 직선운동 또는 상하 직선운동시키도록 정밀제어하는 역할을 한다.The second microcomputer unit 107b is connected to a second wireless communication module, a second wired / wireless communication switching unit, a second data interface unit, a second IP communication switching unit, a second rectifying circuit unit, and a second DC-DC converter unit. After controlling the overall operation of each device, comparing the value recognized by the second Hall sensor and the value (coefficient) recognized by the second microswitch, amplify the compared value, feedback the feedback value, and PID control of the input (command value) serves to precisely control the second screw shaft to the left and right linear motion or vertical straight motion according to the set rotation angle.

이는 제2 DC-DC 컨버터로부터 안정화된 전원(3.3V)을 인가받고, 송신단자(TXD)에 시그널 데이터 인터페이스가 연결되어 외부 컨트롤러와 데이터 통신을 하고, 오실레이터(OSC) 단자에 크리스탈 발진소자가 연결되어 수십MHz로 발진되며, 출력단자는 제2 모터드라이버의 정회전모드와 역회전모드가 연결되어, 제2 모터드라이버 쪽으로 PWM구동신호를 출력시켜 1~360°중 0.2~0.5°각도씩 정(역)회전시켜 특정회전각도에 정위치되도록 위치제어하고, 입력단자에 증폭부가 연결되어, 증폭된 제2 홀센서 측정값을 입력받도록 구성된다. It receives the stabilized power supply (3.3V) from the second DC-DC converter, the signal data interface is connected to the transmission terminal (TXD) to communicate data with an external controller, and the crystal oscillator is connected to the oscillator (OSC) terminal. Oscillation at several tens of MHz, and the output terminal is connected to the forward rotation mode and the reverse rotation mode of the second motor driver, and outputs a PWM drive signal toward the second motor driver so that it is forward by 0.2 to 0.5 ° angle in 1 to 360 °. Rotate the position control to be positioned at a specific rotation angle, the amplifier is connected to the input terminal is configured to receive the amplified second Hall sensor measurement value.

즉, 제2 홀센서에서 회전자의 위치와 연관된 자계의 이동을 감지하고, 제2 링형 마그네틱으로부터 전달받은 자기장의 편향 값과 되먹임 되어진 회전자 위치 신호를 증폭하고 디지털 전압으로 바꿔 제2 마이컴부(CPU)로 전달시켜 줌으로써 기존 액츄에이터 보다 오차가 작은 위치제어를 할 수 있다.That is, the second hall sensor detects the movement of the magnetic field associated with the position of the rotor, amplifies the deflection value of the magnetic field received from the second ring-type magnetic and the rotor position signal fed back, and converts the rotor position signal into a digital voltage. By transmitting it to the CPU, position control with less error than the existing actuator can be performed.

명령데이터를 받은 제2 마이컴부는 입력단자로부터 제2 홀센서의 피드백 값과 PID(Proportional-Integral-Derivative 비례적분미분) 제어과정을 거쳐 결과값을 제2 모터 드라이버로 출력시킨다.The second microcomputer receives the command data and outputs the result value to the second motor driver through a feedback value of the second hall sensor and a PID (Proportional-Integral-Derivative Proportional Integral Differential) control process from the input terminal.

상기 PID제어기는 피드백제어기의 형태를 가지고 있으며, 제어하고자 하는 대상의 출력 값(output)을 측정하여 이를 원하고자 하는 참조 값(reference value) 혹은 설정 값(set point)과 비교하여 오차(error)를 계산하고, 그 오차 값을 이용하여 제어에 필요한 제어 값을 계산하는 구조를 갖는다.
The PID controller has a form of a feedback controller. The PID controller measures an output value of an object to be controlled and compares it with a reference value or a set point desired to obtain an error. It calculates and calculates the control value required for control using the error value.

이처럼 본 발명에 따른 제2 마이컴부에서는 PID제어기를 통해 제어하고자 하는 대상의 출력값(output)을 측정하여 이를 원하고자 하는 참조값(reference value) 혹은 설정값(set point)과 비교하여 오차(error)를 계산하고, 그 오차값을 이용하여 1~360°중 0.2~0.5°각도씩 회전시켜 특정회전각도에 정위치되도록 정확한 제어값을 계산할 수가 있다.As described above, the second microcomputer according to the present invention measures an output value of an object to be controlled through a PID controller and compares the error with a reference value or a set point desired. Using the error value, it is possible to calculate the exact control value by rotating by 0.2 ~ 0.5 ° angle among 1 ~ 360 ° and positioning it at the specific rotation angle.

본 발명에 따른 제2 마이컴부에서는 1~360°중 0.2~0.5°각도씩 회전시켜 특정회전각도에 정위치시켜, 제2 나사산형 스크류가 프로그램 설정된 높이까지 상하 또는 좌우로 구동되도록 테이블화되어 설정된다. In the second microcomputer unit according to the present invention is rotated by 0.2 to 0.5 ° angle of 1 ~ 360 ° to be positioned at a specific rotation angle, the table is set so that the second screw-type screw is driven up and down or left and right up to the programmed height do.

또한, 본 발명에 따른 제2 마이컴부에서는 제2 유선통신용 커넥터소켓에 유선 커넥터가 삽입되면, 제2 유무선통신스위칭부에 스위칭신호를 보내어, 무선통신을 자동으로 오프시키도록 제어한다.In addition, in the second microcomputer unit according to the present invention, when a wired connector is inserted into the second wired communication connector socket, the second microcomputer unit sends a switching signal to the second wired / wireless communication switching unit to control the wireless communication to be turned off automatically.

그리고, 제2 유선통신용 커넥터소켓에 의해 유선 커넥터가 삽입되어 유선통신을 로 사용할 경우, 제어신호와 전원전압이 사용되는데, 무선 충전과는 달리 유선으로 제2 충전용배터리의 충전이 되도록 구성된다.In addition, when the wired connector is inserted by the second wired communication connector socket to use the wired communication, the control signal and the power supply voltage are used. Unlike the wireless charging, the wired connector is configured to be charged to the second rechargeable battery by wire.

이때, 유선통신을 통해 제2 충전용배터리를 충전시키는 스위칭 회로와 충전회로가 구성된다.
In this case, a switching circuit and a charging circuit configured to charge the second rechargeable battery through wired communication are configured.

상기 제2 증폭부(108b)는 제2 홀센서에서 측정된 값을 증폭시켜 제2 AD컨버터로 전달시키는 역할을 한다.The second amplifying unit 108b amplifies the value measured by the second hall sensor and transmits the amplified value to the second AD converter.

이는 OP앰프로 구성된다.
It is composed of an op amp.

상기 제2 AD컨버터(109b)는 제2 증폭부에서 증폭된 값을 AD 변환시켜 제2 마이컴부로 전달시키는 역할을 한다.
The second AD converter 109b serves to convert the value amplified by the second amplification unit into an AD conversion unit and transfer the AD signal to the second microcomputer unit.

상기 제2 모터 드라이버(100b-1)는 제2 마이컴부의 제어하에 구동모터를 시계방향과 반시계방향으로 PWM 구동시키는 역할을 한다.
The second motor driver 100b-1 serves to PWM drive the driving motor clockwise and counterclockwise under the control of the second microcomputer unit.

다음으로, 본 발명에 따른 제2 무선전력충전모듈(110b)에 관해 설명한다.Next, the second wireless power charging module 110b according to the present invention will be described.

상기 제2 무선전력충전모듈(110b)은 외부의 메인제어보드부터 전송된 무선전기를 수신받아 유기전력을 생성시켜 충전시키는 역할을 한다.The second wireless power charging module 110b receives the wireless electricity transmitted from the external main control board and generates and charges organic power.

이는 제2 무선충전용 코일부(111b), 제2 정류회로부(112b), 제2 충전제어회로부(113b), 제2 충전용배터리(114b)로 구성된다.
This is composed of a coil unit 111b for a second wireless charging, a second rectifying circuit unit 112b, a second charging control circuit unit 113b, and a second charging battery 114b.

상기 제2 무선충전용 코일부(111b)는 제2 액츄에이터 본체의 바닥층 일측에 설치되고, 환형상의 유도코일로 형성되어, 일측의 제2 공진형멀티루프어레이안테나(111b-1)로부터 전자기파 공진주파수를 수신받아, 유기전력을 생성시켜 제2 정류회로부로 전달시키는 역할을 한다. The second wireless charging coil unit 111b is installed at one side of the bottom layer of the second actuator main body, and is formed of an annular induction coil, and has an electromagnetic resonance frequency from the second resonant multi-loop array antenna 111b-1 on one side. Received, and generates the organic power and serves to deliver to the second rectifier circuit.

또한, 공진형유도코일의 공극간격(I_g)을 0.04~0.5cm로 하고, 도 11에 도시한 바와 같이 3중의 환형 또는 3중의 나선형으로 형성함으로서, 제2 무선충전용 코일부에서는 100KHz~10MHz의 공진주파수가 생성되며, 그이상의 공진주파수로도 매칭이 가능하다. 무게 및 작업의 공정성을 개선하기 위하여 공진형 멀티루프어레이 안테나는 다층 구조의 PCB에 패턴 안테나로 구현이 가능하다.In addition, the gap gap (I _g ) of the resonant induction coil is set to 0.04 to 0.5 cm, and is formed in a triple annular or triple spiral as shown in FIG. 11, so that in the coil section for the second wireless charging, 100 KHz to 10 MHz The resonant frequency of is generated and can be matched with the higher resonant frequency. To improve the weight and fairness of work, the resonant multi-loop array antenna can be implemented as a pattern antenna on a multilayer PCB.

근거리 충전에 사용 할 경우 PCB 안테나 구조로 사용이 가능하고 사용하는 장소에 따라서 은과 구리가 조합된 재질의 공진형유도코일을 사용한 멀티루프어레이 안테나를 사용 할 수 있다.When it is used for short-range charging, it can be used as a PCB antenna structure, and depending on the place of use, a multi-loop array antenna using a resonant induction coil made of a combination of silver and copper can be used.

이는 주파수 공진 방식으로 전력송신 주파수와 수신 안테나의 주파수가 공진되어 최대의 효율을 얻을 수 있도록 가변캐패시터로 조정하여 공진주파수로 매칭을 시킬 수 있다. 가변캐패시티로 공진 주파수를 100KHz~10Mhz 또는 그 이상의 공진주파수로 매칭을 시킬 수 있는 공진 주파수 매칭부가 구성된다.
This is a frequency resonant method so that the power transmission frequency and the frequency of the receiving antenna are resonant to adjust the variable capacitor so as to obtain the maximum efficiency can be matched to the resonant frequency. The variable capacity is composed of a resonant frequency matching unit that can match the resonant frequency to the resonant frequency of 100KHz ~ 10Mhz or more.

상기 제2 정류회로부(112b)는 제2 무선충전용 코일부로 인가된 안테나 유기전력을 DC로 변환시켜 제2 충전제어회로부로 전달시키는 역할을 한다.The second rectifying circuit part 112b converts the antenna induced power applied to the coil part for the second wireless charging into DC and transfers the converted DC power to the second charging control circuit part.

정류부는 AC 성분을 DC 성분으로 컨버팅 시켜줘야 충전이 가능하기 때문에, 유기된 전력을 DC 성분으로 컨버팅시켜 주는 역할을 한다.
Since the rectifier can be charged only by converting the AC component to the DC component, the rectifier converts the generated power to the DC component.

상기 제2 충전제어회로부(113b)는 제2 마이컴부의 제어신호에 따라 구동되어, 제2 정류회로부는 공진된 유기전력을 쇼트키다이오드를 통해 DC로 변환되어 구형파 펄스스위칭 방식을 이용하고 제2 충전용배터리(114b)는 제2 충전제어회로부를 통해 전기를 인가받아 충전된 후, 각 기기에 전원을 공급시키는 역할을 한다.The second charge control circuit unit 113b is driven according to the control signal of the second microcomputer unit, and the second rectifier circuit unit converts the resonant organic power into DC through a Schottky diode to use a square wave pulse switching method and perform second charging. The battery 114b serves to supply power to each device after being charged with electricity through the second charge control circuit unit.

이는 DC 4.8 V or 6.0V/ 400mA ~ 500mA의 사각형 타입의 리튬이온전지 또는 스몰형 충전용 배터리 3개로 병렬 연결로 구성된다.It consists of a parallel lithium-ion battery or three small rechargeable rechargeable batteries of DC 4.8 V or 6.0 V / 400 mA to 500 mA.

다음으로, 본 발명에 따른 제2 마이크로스위치(120b)에 관해 설명한다.Next, the second micro switch 120b according to the present invention will be described.

상기 제2 마이크로스위치(120b)는 제2 나사산형 샤프트의 밑단과 0.5~1cm간격으로 이격되어 위치되면서, 제2 나사산형 샤프트이 상하 직선운동 또는 좌우 직선운동시 접촉되는 제2 나사산형 샤프트와의 접점을 감지해서 제1 액츄에이터 제어모듈로 전달시키는 역할을 한다.The second micro switch 120b is positioned at a distance of 0.5 to 1 cm from the bottom of the second threaded shaft, and the second threaded shaft is contacted with the second threaded shaft that is contacted during the up-down linear movement or the left-right linear movement. It senses and delivers to the first actuator control module.

이는 제2 나사산형 샤프트의 시작점과 끝지점을 터치하도록 구성됨으로서, 제2 나사산형 샤프트가 리미트되는 것을 감지한다.It is configured to touch the start and end points of the second threaded shaft, thereby detecting that the second threaded shaft is limited.

그리고, 본 발명에서는 제2 마이크로스위치 일측에 근접센서를 구성하여, 제2 나사산형 샤프트가 위, 아래로 이동할 경우 현재 제2 나사산형 샤프트가 아래 또는 윗부분에 위치하고 있는지 알 수 있게 하는 것이 특징이다.In the present invention, the proximity sensor is configured on one side of the second micro switch, so that when the second threaded shaft moves up and down, it is possible to know whether the second threaded shaft is currently located at the bottom or the top.

상기 제2 마이크로스위치(120b)는 미소접점 간격과 스냅 동작기구로 구성되고, 규정된 동작과 규정된 힘으로 개폐동작을 하는 접점기구가 케이스로 덮여져 구성된다.
The second microswitch 120b is composed of a micro contact interval and a snap operating mechanism, and a contact mechanism for opening and closing with a prescribed operation and a prescribed force is covered with a case.

이하, 본 발명에 따른 무선 서보 액츄에이터의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.Hereinafter, a detailed operation process of the wireless servo actuator according to the present invention will be described.

본 발명에서는 제1 무선 서보 액츄에이터(1a)와 제2 무선 서보 액츄에이터(1b)의 동작과정이 유사하므로, 제1 무선 서보 액츄에이터(1a)에 관해 설명한다. 그리고, 제1 구동모터로서 DC모터를 설치하여 설명한다.
In the present invention, since the operation process of the first wireless servo actuator 1a and the second wireless servo actuator 1b is similar, the first wireless servo actuator 1a will be described. Next, a DC motor is provided as the first driving motor.

먼저, 제1 무선통신모듈을 통해 제1 마이컴부로 메인제어보드의 제어명령데이터 신호가 입력되면, 제1 마이컴부가 구동된다.
First, when the control command data signal of the main control board is input to the first microcomputer unit through the first wireless communication module, the first microcomputer unit is driven.

이어서, 제1 마이컴부의 제어하에 제1 모터드라이버로 정회전모드 출력신호를 보내면, 제1 모터드라이버에서 정회전 모드가 구동되어 DC 모터를 구동시킨다.
Subsequently, when the forward rotation mode output signal is sent to the first motor driver under the control of the first microcomputer unit, the forward rotation mode is driven by the first motor driver to drive the DC motor.

이어서, DC모터가 회전되면, 회전력이 제1a 피니언기어에 전달되고, 회전수는 감소한다. 설계된 감속비에 의하여 토오크가 상승하게 된다.Then, when the DC motor is rotated, the rotational force is transmitted to the first pinion gear, and the rotation speed decreases. The torque is increased by the designed reduction ratio.

토오크(Torque) = Stall Torque * 제1 스퍼 기어어비 * 기어효율Torque = Stall Torque * 1st Spur Gear Ratio * Gear Efficiency

회전수(RPM) = 모터 RPM / 제1 스퍼 기어어비로 정의된다.
RPM (RPM) = Motor RPM / First Spur Gear Ratio.

이어서, 제1a 피니언기어, 제2a 스퍼 기어, 제3a 스퍼 기어, 제4a 스퍼 기어로부터 회전력을 전달받아 제1 나사산형 샤프트의 제1 최종출력기어로 전달시킨다.
Subsequently, the rotational force is transmitted from the first pinion gear, the second a spur gear, the third a spur gear, and the fourth a spur gear to be transmitted to the first final output gear of the first threaded shaft.

이어서, 제1 나사산형 샤프트의 제1 최종출력기어에 회전력이 전달되면, 제1 액츄에이터 본체의 상단면에 형성된 회전자를 동일한 회전속도와 동일한 토오크(Torque)로 회전시킨다.
Subsequently, when a rotational force is transmitted to the first final output gear of the first threaded shaft, the rotor formed on the upper end surface of the first actuator body is rotated at the same torque and the same torque.

이어서, 제1 링형 마그네틱에서 제1 최종출력기어가 1~360°자기장의 편향 값을 제1 홀센서로 전달시킨다. Subsequently, in the first ring-shaped magnetic, the first final output gear transmits a deflection value of 1 to 360 ° magnetic field to the first hall sensor.

상기 제1 홀센서는 360도 회전과 720도, 그 이상의 각도에서 회전을 할 경우 시작점의 위상과 정지할 위상의 지점을 수치 연산을 하여 제1 나사산형 샤프트가 회전할 횟수 및 정지 위치를 계산하여 제1 나사산형 샤프트가 위, 아래로 이동할 때 정지할 위치를 알 수 있다.When the first Hall sensor rotates 360 degrees and 720 degrees, or more angles, the first Hall sensor numerically calculates the point of the phase of the starting point and the phase to stop, and calculates the number of times and the stop position of the first threaded shaft. Know where to stop when the first threaded shaft moves up and down.

모든 1회전은 360도 회전을 기준으로 회전할 각도를 계산한다.Every single rotation calculates the angle to rotate based on a 360 degree rotation.

780도의 상향 회전의 경우 360도를 기준으로 2회전 일 때는 720도이므로 나머지 60도의 위치각은 되먹임되는 신호를 계산하여 나머지 60도 만큼 회전을 하여 780도에 맞는 위치에 정지를 하게 된다.In the case of the upward rotation of 780 degrees, 720 degrees when the second rotation is based on 360 degrees, the remaining 60 degrees position angle is calculated by the feedback signal is rotated by the remaining 60 degrees to stop at the position corresponding to 780 degrees.

즉, 제1 홀센서에서 회전자의 위치와 연관된 자계의 이동을 감지하고, 제1 링형 마그네틱으로부터 전달받은 자기장의 편향값과 되먹임되어진 신호를 증폭하고 디지털 전압으로 바꿔 제1 마이컴부로 전달시키는 일련의 과정을 입력 신호의 값에 따라 회전과 위치각이 결정되게 된다. That is, the first hall sensor detects the movement of the magnetic field associated with the position of the rotor and amplifies the feedback signal and the feedback signal received from the first ring-type magnetic, converts it into a digital voltage, and transmits the signal to the first microcomputer. The rotation and position angles are determined according to the value of the input signal.

360도보다 큰 회전 각을 먼저 산출한 후 나머지 360 이하의 값을 산출하므로써 회전 횟수와 위치 정지 각을 알 수 있는 것이다. The number of rotations and the position stop angle can be known by first calculating the rotation angle larger than 360 degrees and then calculating the remaining 360 or less values.

나머지 위치 각의 경우는 제1 마이컴부에서 PID제어기를 통해 제1 홀센서의 출력 값(output)을 측정하여 이를 원하고자 하는 참조 값(reference value) 혹은 설정 값(set point)과 비교하여 오차(error)를 계산하고, 그 오차 값을 이용하여 1~360°중 0.2~0.5°각도씩 회전시켜 특정회전각도에 정위치 되도록 정확한 제어 값을 계산한 후, 제1 모터 드라이버로 PWM 구동신호를 보낸다.
For the remaining position angles, the first microcomputer measures the output value of the first hall sensor through a PID controller and compares it with a reference value or a set point that is desired and an error ( error), and by using the error value, rotate the angle by 0.2 ~ 0.5 ° among 1 ~ 360 °, calculate the exact control value to be exactly at the specific rotation angle, and then send the PWM drive signal to the first motor driver. .

끝으로, DC 모터가 구동되고, 제1 액츄에이터 본체의 상단면에 형성된 회전자가 1~360°중 0.2~0.5°각도씩 회전되면서, 내부의 제1 나사산형 샤프트가 나사회전되어, 0.2mm~1.5mm씩 정밀제어되면서 상하로 직선운동을 하게 된다.Finally, the DC motor is driven, the rotor formed on the upper surface of the first actuator body is rotated by 0.2 to 0.5 ° angle of 1 to 360 °, the internal first threaded shaft is screwed, 0.2mm ~ 1.5 Precise control by mm makes linear movement up and down.

이때, 외부기기로 전해지는 힘의 전달을 상하 또는 좌우로 전달시켜 외부기기의 상,하 진폭과 회전축 이동, 위치제어, 속도조절시킨다.
At this time, by transmitting the force transmitted to the external device up and down or to the left and right to adjust the up and down amplitude and rotation axis movement, position control, speed of the external device.

도 13은 본 발명에 따른 제2 무선 서보 액츄에이터(1b)의 제2 나사산형 샤프트가 나사회전되면서 상승방향으로 직선운동하면서 외부기기로 전해지는 힘의 전달을 상방향으로 전달시키는 과정을 도시한 일실시예도에 관한 것이고, 도 14는 본 발명에 따른 제2 무선 서보 액츄에이터(1b)의 제2 나사산형 샤프트가 나사회전되면서 하강방향으로 직선운동하면서 외부기기로 전해지는 힘의 전달을 하방향으로 전달시키는 과정을 도시한 일실시예도에 관한 것이다.
FIG. 13 is a diagram illustrating a process of transmitting a transfer of a force transmitted to an external device in an upward direction while linearly moving upward in a rising direction while the second threaded shaft of the second wireless servo actuator 1b according to the present invention is screwed. FIG. 14 relates to an embodiment diagram, and FIG. 14 is a second threaded shaft of a second wireless servo actuator 1b according to the present invention, which transmits force transmitted downward to an external device while linearly moving in a downward direction while being screwed. It relates to one embodiment showing the process of making.

이러한 동작과정으로 이루어진 본 발명에 따른 무선 서보 액츄에이터는 회전자가 1~360°중 0.2~0.5°각도씩 회전되면서, 내부의 제1,2 나사산형 샤프트가 나사회전되어, 0.2mm~1.5mm씩 정밀제어되면서 상하로 직선운동을 시킬 수가 있기 때문에, 도 17과 같은 회전축 이동이 필요한 플래핑 액츄에이터, 자동 개폐기, 카메라 및 뷰어 장치의 줌 조정용, 원격 스위치, 정밀 소형 비행체 랜딩 액츄에이터, 곤충 및 동물 로봇의 액츄에이터, 정밀 드릴탭 가공, 의료기기의 정밀성이 요구되는 약물 주사용 액츄에이터 기기, 가전 및 가스기기의 원격 밸브제어용 액츄에이터, 수직, 수평의 일정한 힘을 전달해 주는 부품 등에 응용시킬 수가 있다.
In the wireless servo actuator according to the present invention made of such an operation process, while the rotor is rotated by 0.2 to 0.5 ° angle of 1 to 360 °, the first and second threaded shafts are screw-rotated, so that 0.2mm to 1.5mm precision Since it can be controlled linearly up and down while being controlled, the flapping actuator, automatic switchgear, camera and viewer device that needs to move the rotary shaft as shown in Fig. 17, remote switch, precision small aircraft landing actuator, actuator of insect and animal robot It can be applied to precision drill tap processing, drug injection actuator device which requires the precision of medical device, actuator for remote valve control of home appliance and gas device, and parts that transmit constant force vertically and horizontally.

또한, 도 15 및 도 16에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 서보 액츄에이터의 구성요소인 제1,2 최종출력기어에 혼 기아를 추가할 경우 기존 서보 액츄에이터와 같이 좌,우 운동을 할 수 있고, 또한 내부의 제1,2 나사산형 샤프트를 제거하고 혼 기어만 사용할 경우에 기존 액츄에이터와 같은 기능으로 좌우 회전 운동으로 구성될 수가 있다.
15 and 16, when the horn gear is added to the first and second final output gears that are the components of the wireless servo actuator according to the present invention, the left and right movements can be performed like the existing servo actuators. In addition, when the internal first and second threaded shafts are removed and only the horn gear is used, the same function as the existing actuator can be configured as a left and right rotational motion.

1 : 무선 서보 액츄에이터
1a : 제1 무선 서보 액츄에이터
1b : 제2 무선 서보 액츄에이터
10a : 제1 액츄에이터 본체 20a : 제1 구동모터
30a : 제1a 피니언기어 40a : 제2a 스퍼기어
50a : 제3a 스퍼 기어 60a: 제4a 스퍼 기어
70a : 제1 나사산형 샤프트 80a : 제1 최종출력기어
90a : 제1 링형 마그네틱 100a : 제1 홀센서
110a : 제1 액츄에이터 제어모듈 120a : 제1 무선전력충전모듈
130a : 제1 마이크로스위치1: Wireless Servo Actuator
1a: first wireless servo actuator
1b: second wireless servo actuator
10a: first actuator body 20a: first drive motor
30a: 1a pinion gear 40a: 2a spur gear
50a: 3a spur gear 60a: 4a spur gear
70a: first threaded shaft 80a: first final output gear
90a: first ring-shaped magnetic 100a: first hall sensor
110a: first actuator control module 120a: first wireless power charging module
130a: first micro switch

Claims

Receiving the wireless control signal from the main control board of the remote site, the rotor connected to the external device rotates up and down as the screw rotates to transfer the transmission of force transmitted to the external device up and down, or the left and right straight lines as the rotor rotates the screw. It is composed of a wireless servo actuator to control the up and down amplitude and height of the external device, the rotation axis movement, position control, and speed control by transmitting the force transmitted to the external device to the left and right by movement.
The wireless servo actuator
The first wireless servo is formed by the rotor protruding from one side of the upper left side or one side of the right side of the main body to transmit force up and down or to the left and right to adjust the amplitude and height of the external device, adjust the rotation axis, move the position, and adjust the speed. The actuator 1a,
A second wireless servo actuator 1b is formed in which the rotor protrudes toward the center of the main body to transmit the force up and down or to the left and right to adjust the upper and lower amplitudes and heights of the external device, move the rotational axis, control the position, and adjust the speed. In the wireless remote control type of up and down, left and right wireless servo actuator that is included,
The first wireless servo actuator 1a
A first actuator body 10a formed of a rectangular box structure to protect and support each device from external pressure,
A first drive motor 20a built in one side of the first actuator body to generate a rotational force (torque),
A first a pinion gear 30a positioned at an upper end of a rotation shaft of the first drive motor to reduce the rotation speed and increase torque;
A second a spur gear 40a formed of a layer structure of an upper end portion and a lower end portion and engaged with the first a spur gear at an upper end thereof to reduce the rotational speed RPM;
The 3a spur gear (3a) is formed on the same rotation axis as the 1a spur gear and is engaged with the 4a spur gear to transmit the rotational force (torque) of the first drive motor, thereby reducing the rotational speed (RPM) and increasing the torque. 50a),
The fourth a spur gear 60a is formed on the same axis of rotation as the second a spur gear, and has a layer structure of the upper end and the lower end, and the lower end is engaged with the first final output gear and transmits rotational force to the first final output gear. Wow,
Connecting the rotor formed by protruding on the upper left side one side or the right side one side of the first actuator body 10a with one shaft, while rotating the rotor at the same torque and the same torque (Torque), up and down or left and right A first threaded shaft 70a for linear movement,
A first final output gear 80a positioned on the first threaded shaft and connected to the fourth spur gear, the first final output gear 80a receiving a rotational force from the fourth spur gear to rotate the first threaded shaft formed therein;
A first ring-shaped magnetic 90a penetrating the first threaded shaft and positioned at a lower end of the first final output gear to transmit a deflection value of the magnetic field to the first hall sensor when rotating from 1 ° to 360 °;
The first Hall sensor 100a which is located at the bottom of the first ring-shaped magnetic, detects the movement of the magnetic field associated with the position of the rotor, and converts the deflection value of the magnetic field received from the first ring-shaped magnetic into a voltage and transmits the voltage to the first actuator control module. )Wow,
Receives a wireless control signal from the main control board of a remote site, controls the overall operation of each device, compares the value recognized by the first hall sensor with the value (coefficient) recognized by the first microswitch, and then compares the result. A first actuator control module for amplifying and feeding back a value, and precisely controlling the feedback value and the input (command value) by PID control to linearly or horizontally move the first threaded shaft according to the set rotational angle ( 110a),
First wireless power charging module 120a for receiving the wireless electricity transmitted from the external main control board to generate and charge the organic power,
The first actuator control module detects the contact with the first threaded shaft that is contacted during the vertical movement or the left and right linear movement, while being spaced 0.5 to 1cm apart from the bottom of the first threaded shaft. A wireless servo actuator capable of position control of up, down, left and right of a wireless remote control type, characterized in that it comprises a first micro switch (130a) to be transmitted to.

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The method of claim 1, wherein the first actuator control module (110a) is
A first wireless communication module comprising a 2.4 GHz and a 5.6 GHz wireless module to form a wireless communication network through a main control board and a first wireless transmitting / receiving antenna at a remote place to receive a remote control signal from the main control board and transmit the received remote control signal to the first microcomputer unit. Wireless Communication Module) 111a,
A first socket connector 112a for forming a wired communication network;
Normally, the first wired / wireless communication switching unit 113a which forms a wireless communication network and automatically turns off the wireless communication and forms a wired communication network when a cable is connected to the first wired communication connector socket from the outside;
A first data interface unit 114a configured to set a level so that the data signal received through the first wired / wireless communication switching unit can be processed by the first microcomputer unit;
A first IP communication switching unit 115a for switching to transmit the result value calculated by the first microcomputer unit through the Ethernet communication cable to the main control board;
A first DC-DC converter unit 116a for supplying power to the first microcomputer unit by stepping down the DC-DC power supplied from the first rechargeable battery;
It is connected to the first wireless communication module, the first wired and wireless communication switching unit, the first data interface unit, the first IP communication switching unit, the first DC-DC converter unit to control the overall operation of each device, the first Hall sensor After comparing the value recognized by the first microswitch with the value (coefficient), the amplified value is fed back, and the feedback value and the input (command value) are PID-controlled to match the set rotation angle. A first microcomputer unit 117a for precisely controlling the first screw shaft to move left and right linearly or vertically;
A first amplifying unit 118a for amplifying the value measured by the first Hall sensor and transferring the measured value to the first AD converter;
A first AD converter 119a for converting the AD value amplified by the first amplifier into a first micom unit;
And a first motor driver (110a-1) for PWM driving the drive motor clockwise and counterclockwise under the control of the first microcomputer unit.

The method of claim 1, wherein the first wireless power charging module 120a
It is installed on one side of the bottom layer of the first actuator body, is formed of an annular resonance induction coil, receives electromagnetic resonance generated from the first resonance multi-loop array antenna, generates resonance organic power, and transmits the resonance organic power to the first rectifying circuit unit. The first wireless charging coil unit 121a and
A first rectifying circuit part 122a for converting the antenna induced power resonant with the coil part for the first wireless charging into DC and transmitting the DC signal to the first charging control circuit part;
A first charge control circuit unit 123a which is driven according to a control signal of the first microcomputer unit and charges the first rechargeable battery with a square wave pulse switching method of antenna induced power converted into DC through the first rectifier circuit unit;
Wireless remote control capable of positioning up, down, left and right of the wireless remote control type, characterized in that it is composed of a first charging battery 124a for supplying power to each device after being charged with electricity through the first charging control circuit unit. Actuator.

The method of claim 1, wherein the second wireless servo actuator (1b)
A second actuator body 10b formed of a rectangular box structure to protect and support each device from external pressure;
A second drive motor 20b embedded in one side of the second actuator body to generate a rotational force (torque),
A first b pinion gear 30b positioned at an upper end of a rotation axis of the second drive motor to reduce the rotation speed RPM and increase torque;
The upper and lower parts have a layered structure, and the upper part is formed to be engaged with the 3b spur gear, and the lower part is formed to be engaged with the 1b pinion gear, and is rotated in the direction opposite to the rotation direction of the 1b pinion gear, and the third b spur gear is formed. A second b spur gear 40b which transmits the opposite rotational force of the first b spur gear,
Comprising a layer structure of the upper end and the lower end, the upper end is formed in engagement with the second final output gear, the lower end is formed in engagement with the second b spur gear, the second end while rotating in the direction opposite to the rotation direction of the second b spur gear A third b spur gear 50b which transmits the opposite rotational force of the second b spur gear to the output gear;
A second screw thread connecting the rotor formed to protrude on one side of the center of the second actuator main body 10b with one axis, and linearly moving up and down or left and right while rotating the rotor at the same torque and the same torque. With a shaft 60b,
A second final output gear 70a positioned on the second threaded shaft and connected to the third spur gear, the second final output gear 70a receiving a rotational force from the third b spur gear to rotate the second threaded shaft formed therein;
A second ring-shaped magnetic 80b penetrating through the second threaded shaft and positioned at a lower end of the second final output gear to transmit a deflection value of the magnetic field to the second hall sensor when rotating from 1 ° to 360 °;
The second Hall sensor (90b) is located at the bottom of the second ring-shaped magnetic, detects the movement of the magnetic field associated with the position of the rotor and converts the deflection value of the magnetic field received from the second ring-shaped magnetic into a voltage to transfer to the second actuator control module (90b) )Wow,
Receives a wireless control signal from the main control board of a remote site, controls the overall operation of each device, compares the value recognized by the second hall sensor with the value (coefficient) recognized by the second microswitch, and then compares the result. A second actuator control module for amplifying and feeding back a value, and precisely controlling the feedback value and the input (command value) by PID control to linearly or horizontally or vertically move the second threaded shaft according to the set rotation angle ( 100b),
A second wireless power charging module 110b that receives the wireless electricity transmitted from the external main control board and generates and charges resonance organic power;
The second actuator control module detects the contact with the second threaded shaft that is in contact with the bottom of the second threaded shaft at intervals of 0.5 to 1 cm, and the second threaded shaft is in contact with the vertical movement or the left and right linear movement. A wireless servo actuator capable of position control of up, down, left and right of a wireless remote control type, characterized in that it comprises a second micro switch (120b) for transmitting.