KR101201766B1 - manipulator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 매니퓰레이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 길다란 협소한 공간을 경유하여 진입가능한 매니퓰레이터에 관한 것이다.The present invention relates to a manipulator, and more particularly, to a manipulator that is accessible via a long narrow space.
견관절은, 팔이 상하, 좌우, 및 전후로 선회되는 것을 가능하게 하고, 팔이 상하, 좌우, 또는 전후로 선회된 임의의 위치에서 팔이 큰 반경 또는 소반경으로 회전될 수 있게 하는 관절이다. The shoulder joint is a joint that enables the arm to be pivoted up, down, left and right, and back and forth, and allows the arm to be rotated to a large radius or small radius at any position in which the arm is pivoted up, down, left, or back.
이러한 기능을 가진 견관절을 구비한 팔은 섬세한 조작시에, 예를 들면, 그림을 그리거나, 페인트를 칠하거나, 볼트를 조이거나 용접작업을 수행할 때에 매우 용이하게 활용되고 있다.Arms with shoulder joints having these functions are very easily utilized in delicate operations, for example, when painting, painting, bolting or welding.
이러한 기능을 산업용 장치에 적용시키기 위해, 상기 기능을 가진 팔을 매니퓰레이터로서 상기 장치에 적용되고 있다. In order to apply this function to an industrial device, an arm having the function is applied to the device as a manipulator.
상기 팔이 상기 기능을 수행하기 위해서는 복수 개의 관절부가 필요되고, 그 관절부를 구동시키는 매니퓰레이터가 필요 된다.In order for the arm to perform the function, a plurality of joints are required, and a manipulator for driving the joints is required.
지금까지 알려진 상기 매니퓰레이터는 X축, Y축, Z축에서 회전하는 모터를 관절로서 구비하고서 팔과 유사한 궤적을 구현시키는 것으로 되어 있다.The manipulator known so far has a motor that rotates in the X-axis, Y-axis, and Z-axis as a joint to implement a trajectory similar to an arm.
이러한 매니퓰레이터는 팔이 항상 동일한 반경을 갖고서 회전되게 하기 때문에, 인간 견관절에 실질적으로 근접한 휴모노이드(humanoid)의 견관절로서 적용되기에는 아직 부족하여 섬세한 조작에 적용될 수 없다고 하는 문제점을 가진다. Such manipulators have the problem that because the arms are always rotated with the same radius, they are still insufficient to be applied as humanoid shoulder joints substantially close to the human shoulder joints and thus cannot be applied to delicate manipulations.
또한, 종래의 매니퓰레이터는 X축, Y축, Z축에서 회전하는 모터들이 선택적으로 일직선상에 배치되지 못하여 길다란 협소한 공간을 경유하여, 예를 들면 복강 내로 들어가서 시술을 하여야 하는 의료용 매니퓰레이터에는 적용되지 못한다고 하는 문제점을 가진다. In addition, the conventional manipulator is not applied to a medical manipulator which requires to enter the abdominal cavity and perform a procedure, for example, through a long narrow space where motors rotating in the X, Y, and Z axes are not selectively arranged in a straight line. I have a problem that I can not.
이러한 문제점을 해결하기 위한 매니퓰레이터가 본 발명자에 의해 출원된 특허출원 제10-2012-0079503호에 개시되어 있다.Manipulators for solving this problem are disclosed in patent application No. 10-2012-0079503 filed by the present inventors.
상기 개시된 매니퓰레이터는 조작구가 장착되어 수평으로 이동하는 제1병진부, 상기 제1병진부에 수직중심축선을 중심으로 회전하는 회전축이 자세전환수단을 개재하여 장착된 제2모터, 제2모터의 케이스에 장착되어 수평으로 이동하는 제2병진부, 상기 제2병진부에 수직중심축선을 중심으로 회전하는 회전축이 장착된 제1모터, 상기 제1모터가 장착된 베이스를 포함하고 있다.The disclosed manipulator includes: a first translation unit having a manipulation tool mounted thereon and moving horizontally; a second motor having a rotational axis rotating around a vertical center axis line via the posture shifting means; And a second motor mounted on the case and horizontally moving, a first motor equipped with a rotating shaft rotating around a vertical center axis, and a base on which the first motor is mounted.
이러한 구조를 가진 상기 매니퓰레이터는 조작부를 상하, 좌우, 또는 전후로 선회된 임의의 위치에 위치결정시킨 상태에서 조작부를 상이한 반경을 갖고서 회전시킬 수 있어서 실질 인간의 견관절에 근접한 관절로서 로봇 또는 매니퓰레이터에 적용될 수 있지만, 상기 자세전환수단이 실린더와 링크부를 구비하고 있어서, 부품이 증대되고, 매니퓰레이터의 부피를 증대시키고, 실린더를 가동하기 위한 제어수단 및 구동원이 필요되어 제조단가를 증대시키고 유지비용을 증대시킨다고 하는 문제점을 가진다.The manipulator having such a structure can be rotated with a different radius while positioning the operation portion at any position pivoted up, down, left or right, and thus can be applied to a robot or manipulator as a joint close to a real human shoulder joint. However, since the attitude change means is provided with a cylinder and a link portion, the parts are increased, the volume of the manipulator is increased, and control means and a driving source for operating the cylinder are required, which increases the manufacturing cost and increases the maintenance cost. I have a problem.
본 발명은 상기된 문제점을 해결하는 것에 과제를 가진다.The present invention has a problem in solving the above problems.
본 발명은, 베이스에 Y축선을 중심으로 회전회하는 제2모터를 장착하고, 상기 제2모터에 X축방향으로 선회중심축선을 갖고서 선회운동하는 제1선회부를 장착하고, 상기 제1선회부에 Y축선을 중심으로 회전하는 제1모터를 제1브래킷을 개재하여 장착하고, 상기 제1모터에 X축방향으로 선회중심축선을 갖고서 선회운동하는 제2선회부를 장착하고, 상기 제2선회부에 제2브래킷을 개재하여 조작부를 장착시킴으로써 상기 과제를 해결할 수 있다.The present invention is equipped with a second motor that rotates about a Y axis on a base, and a first pivot that pivots with a pivot center axis in the X-axis direction, and the first pivot is mounted on the second motor. A first motor that rotates about a Y axis line through a first bracket, and a second pivot that pivots with a pivot center axis in the X-axis direction on the first motor, and the second pivot The problem can be solved by mounting the operation portion via the second bracket.
본 발명은, 상기와 같은 과제해결수단에 의해, 조작부가 상하, 좌우, 또는 전후로 선회된 임의의 위치에 위치결정된 상태에서 조작부가 상이한 반경을 갖고서 회전되게 하여, 매니퓰레이터가 인간 견관절에 실질적으로 근접한 휴모노이드의 팔로서 적용되는 것을 가능하게 함과 동시에, 종래보다 저감된 부품수를 갖고서 회전부 및 선회부들이 선택적으로 일직선상에 배치되게 하여 길다란 협소한 공간을 경유하여 진입가능한 매니퓰레이터를 제공할 수 있다.According to the present invention, the operation part is rotated with a different radius in a state where the operation part is positioned at an arbitrary position pivoted up, down, left, or right and left, so that the manipulator is substantially close to the human shoulder joint. It is possible to provide a manipulator which can be entered via a long narrow space by allowing the rotary part and the pivoting part to be selectively arranged in a straight line, while being able to be applied as an arm of a monoid and having a reduced number of parts compared with the prior art. .
도 1은 본 발명에 따른 실시예의 매니퓰레이터가 일직선상태를 도시한 개념도,
도 2는 도 1의 제2모터가 회전될 때를 도시한 도면, 및
도 3은 1의 제1모터가 회전될 때를 도시한 도면. 1 is a conceptual diagram showing a straight state of the manipulator of the embodiment according to the present invention;
2 is a view illustrating when the second motor of FIG. 1 is rotated, and
3 is a view showing when the first motor of 1 is rotated.
이하, 본 발명에 따른 실시예가 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명될 것이다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
도 1에는 본 실시예의 매니퓰레이터가 부호 100으로서 지시되어 있다.1, the manipulator of this embodiment is indicated by
상기 매니퓰레이터(100)는, 베이스(40); 및 상기 베이스(40)에 Y중심축선(Y)을 중심으로 회전축이 회전하게 장착된 제2모터(20)를 포함하고 있다.The
또한, 상기 매니퓰레이터(100)는, 상기 제2모터(20)의 회전중심에 수직한 X방향으로 중심축선을 갖고서 회전축이 회전되게 상기 제2모터(20)의 회전축(21)에 탑재된 제2선회부(50); 상기 제2선회부(50)에 제2브래킷(91)을 개재하여 장착되어 상기 Y중심축선(Y)을 중심으로 회전축이 회전운동하게 장착된 제1모터(10); 상기 제1모터(10)의 회전중심에 수직한 X방향으로 중심축선을 갖고서 회전축(11)이 회전되게 상기 제1모터(10)의 회전축(11)에 탑재된 제1선회부(70); 및 상기 제1선회부(70)에 제1브래킷(92)을 개재하여 장착된 조작부(80)를 포함하고 있다.In addition, the
상기 제1 및 제1모터(10, 20) 각각은 케이스(12, 22)의 일측으로 회전축(11, 21)이 돌출되어 노출된 회전모터이고, 그리고 상기 제1 및 제2선회부(50, 70)는 케이스의 양측으로 회전축이 돌출되어 노출되어 정역방향으로 회전력을 인가받는 회전모터이다.Each of the first and
상기 제1모터(10)는 제1선회부(70)에 회전축(11)이 결합되어 회전축(11)에 정방향 및 정역방향 중 어느 하나로 회전력을 인가시키는 모터이고, 그리고 상기 제2모터(20)는 상기 제2선회부(50)에 회전축(21)이 결합되어 상기 회전축(11, 21)이 일직선 상에 배치되어 있을 때 상기 제1모터(10)의 고정자(13) 또는 케이스(12)를 정방향 및 정역방향 중 다른 하나로 회전시키는 모터이다.The
상기 제1 및 제2모터(10, 20)는, 종래와 같이 케이스(12, 22) 각각에 내접 고정된 고정자(13, 23), 상기 고정자(13, 23) 각각에 대하여 일정 공극을 갖고서 내접되어 배치된 회전자(14, 24), 상기 회전자(14, 24) 각각에 내접 고정된 회전축(11, 21)을 포함하고 있다.The first and
상기 제1모터(10)의 회전축(11)은 제1모터(10)가 정지된 다음에 상기 회전축(11)을 고정시키고 제1모터(10)가 가동된 다음에 상기 회전축(11)을 회전자유상태로 유지하기 위한 스톱퍼(15)를 포함하고 있고, 그리고 상기 제2모터(20)는 제2모터(20)가 정지된 다음에 상기 회전축(21)을 고정시키고 제2모터(20)가 가동된 다음에 상기 회전축(21)을 회전자유상태로 유지하기 위한 스톱퍼(25)를 포함하고 있다.The rotating
또한, 상기 제1 및 제2선회부(70, 50)에도 상기 제1 및 제2선회부(70, 50)가 가동정지되었을 때 조작부(80)의 위치가 고정되도록 그들의 회전축을 고정하기 위한 도시되지 않은 스톱퍼를 각각 포함하고 있다. Further, the first and
상기 스톱퍼(15, 25)들 각각은 해당 모터의 고정자 또는 케이스에 고정되어 있다. 상기 스톱퍼(15, 25)들 각각은 예를 들면, 해당 모터에 전원이 공급되지 않으면 자화되어 해당 모터의 회전축을 잡아서 그 회전축이 회전되지 못하게 하고 그리고 해당 모터에 전원이 공급되면 비자화되어 해당 모터의 회전축에 대한 고정을 해제하여 그 회전축이 회전자유상태가 되게 하는 전자척이 될 수 있다. Each of the
또한, 제2모터(20)의 고정자(23) 또는 케이스(22)는 베이스(40)에 고정되어 있다. The
상기 제2브래킷(91)은 포크형상으로 되어 있고, 그 일단이 제2선회부(50)의 회전축 양단에 고정적으로 외접되어 있고 타단이 제1모터(10)의 케이스(12)에 고정되어 있다.The
상기 제1브래킷(92)도 포크형상으로 되어 있고, 그 일단이 제1선회부(70)의 회전축 양단에 고정적으로 외접되어 있고 타단이 상기 조작부(80)의 기단에 결합되어 있다.The
상기 매니퓰레이터(100)는 제2모터(20), 제2선회부(50), 제2브래킷(91), 제1모터(10), 제1선회부(70), 제1브래킷(92), 및 조작부(80)가 선택적으로 상기 Y중심축선(Y) 상에 배치될 수 있도록 되어 있다. The
상기와 같이 구성된 매니퓰레이터(100)는 다음과 같이 작동될 수 있다.The
도 1에 도시된 바와 같이, 제2모터(20), 제2선회부(50), 제2브래킷(91), 제1모터(10), 제1선회부(70), 제1브래킷(92), 및 조작부(80)가 모두 Y중심축선(Y) 상에 배치한 제1상태에서는 상기 제1 및 제2모터(10, 20) 중 어느 하나의 모터가 회전되면, 조작부(80)가 상기 Y중심축선(Y)을 중심으로 회전되어서 상기 조작부(80)에 드릴이 장착된 경우에는 상기 매니퓰레이터(100)는 드릴가공에 적용될 수 있으며, 협소한 공간인 예를 들면 복강 내로 들어가서 시술을 하여야 하는 의료용 매니퓰레이터에 적용될 수 있다.As shown in FIG. 1, the
상기 제1상태에서, 상기 제1모터(10)의 회전축을 회전시켜, 제1선회부(70)의 제1브래킷(92)이 이동될 방향을 설정한 후, 상기 제1선회부(70)를 가동하여 제1브래킷(92)을 X축 방향 또는 Z축 방향으로 선회시켜 임의의 위치에 위치결정시키는 제2상태를 만들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 조작부(80)가 상기 Y중심축선(Y)에 대하여 임의의 예각을 갖는 자세로 변환된다.In the first state, the rotational axis of the
상기 제2상태에서, 제2모터(20) 또는 제1모터(10)가 회전되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 조작부(80)가 상기 Y중심축선(Y)에 대하여 상기 임의의 예각을 갖고서 상기 Y중심축선(Y)을 중심으로 원형으로 회전되게 되어 조작부(80)가 소반경으로 원형의 궤적을 그릴 수 있으며, 그리고 상기 제1선회부(70)를 가동하여 상기 조작부(80)를 상기 임의의 예각보다 큰 예각으로 경사시키면, 상기 조작부(80)가 상기 Y중심축선(Y)을 중심으로 상기 소반경보다 큰 반경을 갖고서 상기 Y중심축선(Y)을 중심으로 원형으로 회전되게 되어 조작부(80)가 큰 반경으로 원형의 궤적을 그릴 수 있다.In the second state, when the
그리고 상기 제2상태에서, 제2선회부(50)를 가동하여, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 조작부(80)가 경사진 쪽으로 상기 제2브래킷(91)을 경사시키면, 상기 조작부(80)를 상기 임의의 예각보다 큰 예각으로 경사되게 되고, 이 때에 제1모터(10)를 가동하게 되면, 상기 Y중심축선(Y)에 수직한 중심축선 또는 상기 Y중심축선(Y)에 대하여 예각 또는 둔각을 갖는 중심축선을 중심으로 상기 조작부(80)가 원형의 궤적으로 그리게 되고, 그리고 제2모터(20)를 가동하게 되면, 상기 Y중심축선(Y)을 중심으로 상기 제1모터(10)가 가동되었을 때의 회전반경보다 큰 반경으로 원형의 궤적을 그릴 수 있다.In the second state, when the
이와 같은 조작으로 상기 조작부(예를 들면, 팔, 발, 목 등)의 운동궤적을 사람의 견관절, 대퇴부관절, 또는 목관절이 구현할 수 있는 운동궤적과 실질적으로 유사하게 구현시키는 것이 가능하게 된다.Such operation enables the movement trajectory of the operation unit (for example, the arm, the foot, the neck, etc.) to be substantially similar to the motion trajectory that can be realized by the shoulder, thigh, or neck joint of a human.
따라서, 본 실시예의 매니퓰레이터는, 사람의 팔이 구현할 수 있는 운동궤적과 유사한 운동궤적으로 제공함으로써, 산업 로봇에 적용된다면, 사람이 수동으로 수행하게 되는 작업을 그대로 구현하는 것을 가능하게 할 수 있다.Therefore, the manipulator of the present embodiment can provide a motion trajectory similar to the motion trajectory that can be implemented by the human arm, so that, if applied to an industrial robot, it is possible to implement a work that a human manually performs.
또한, 본 실시예의 매니퓰레이터는 상기 제1 및 제2선회부를 정역방향으로 가동시킴으로써 상기 조작부가 꾸불꾸불한 협소한 공간을 진입하게 하는 것을 가능하게 한다.Further, the manipulator of the present embodiment makes it possible to enter the narrow space where the operation portion is made by moving the first and second turning portions in the forward and reverse directions.
또한, 본 실시예의 매니퓰레이터는 상기 제1상태에서 다음과 같이 작동될 수 있다.In addition, the manipulator of this embodiment can be operated as follows in the first state.
1. 제1모터가 먼저 구동되는 경우1. When the first motor is driven first
상기 조작구(80)를 정방향으로 회전시킬 시에는, 상기 제2모터(20)를 정지시켜 스톱퍼(25)가 제2모터(21)의 회전축(21)을 고정하게 한 상태에서 상기 제1모터(10)에 전원을 공급하여 상기 제1모터(10)의 고정자(13)와 회전자(14) 사이에 정방향으로의 회전력을 발생시켜 회전축(11)에 정방향으로의 회전력을 인가시킨다. When the
이때 상기 회전축(11)은 스톱퍼(15)에 의해 고정해제되어 상기 제1모터(10)의 고정자(13) 내에서 회전자유상태에 있지만, 상기 고정자(13) 또는 상기 고정자(13)를 고정하고 있는 상기 제1모터(10)의 케이스(12)가 상기 스톱퍼(25)에 의해 고정된 상기 제2모터(20)의 회전축(21)에 고정되어 있기 때문에, 뉴턴의 제3법칙(작용 반작용 법칙)에 의거하여 상기 정방향 회전력을 인가받을 수 있다.At this time, the rotating
즉, 회전축은 고정자가 고정되어 있어야만 고정자와 회전자 사이에 발생된 회전력을 전달받을 수 있다. 이러한 예는 고정자를 고정하고 있는 통상의 모터의 케이스가 고정 베이스에 고정되어 있는 원리와 같다.That is, the rotating shaft can receive rotational force generated between the stator and the rotor only when the stator is fixed. This example is similar to the principle in which a case of a conventional motor holding a stator is fixed to a fixed base.
또한, 상기 조작구(80)을 정방향으로 증속 회전시킬 시에는, 제1모터(10)에 전원을 공급하여 상기 회전축(11)을 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제2모터(20)에 전원을 공급하여 제2모터(20)의 회전축(21)에 정방향 회전력을 인가시킨 다음, 스톱퍼(25)에 의한 회전축(21)의 고정상태를 해제한다.In addition, when the
결국, 상기 제2모터(20)의 회전축(21)이 상기 제1모터(10)의 케이스(12)에 고정된 고정자(13)를 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제1모터(10)에 의해 상기 제1모터(10)의 회전축(11)에 정방향으로의 회전력이 전달되기 때문에, 상기 제1모터(10)의 회전축(11)과 상기 조작구(80)는 배가된 회전력을 전달받아 정방향으로 증속되게 된다.As a result, in the state in which the
또한, 조작구(80)를 정방향으로 감속회전시킬 시에는, 제1모터(10)에 전원을 공급하여 상기 회전축(11)을 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제2모터(20)에 전원을 공급하여 제2모터(20)의 회전축(21)에 역방향 회전력을 전달한 다음, 스톱퍼(25)에 의한 회전축(21)의 고정상태를 해제한다.In addition, when decelerating and rotating the
결국, 상기 제2모터(20)의 회전축(21)이 상기 제1모터(10)의 케이스(12)에 고정된 고정자(13)를 역방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제1모터의 고정자(13)와 회전자(14) 사이에 정방향으로 회전력이 발생되어 상기 제1모터(10)의 회전축(11)에 정방향으로의 회전력을 전달하기 때문에, 상기 고정자(13)가 정방향으로의 회전축(11)의 회전력을 발생시킬 지점역활을 하지 못하여 상기 제1모터(10)의 정방향으로의 회전축(11)의 회전력이 약화되어 상기 제1모터(10)의 회전축(11)과 상기 조작구(80)는 정방향으로 감속되게 된다.As a result, the
또한, 상기 조작구(80)의 정방향으로의 회전을 정지시킬 시에는, 제1모터(10)에 전원을 공급하여 상기 회전축(11)을 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제2모터(20)에 전원을 공급하여 제1모터(10)의 회전축(11)의 정방향 회전력만큼 제2모터(20)의 회전축(21)에 역방향으로의 회전력을 인가시킨 다음, 스톱퍼(25)에 의한 회전축(21)의 고정상태를 해제한다.In addition, when the rotation of the
결국, 상기 제2모터(20)의 회전축(21)이 상기 제1모터(10)의 케이스(12)에 고정된 고정자(13)를 역방향으로 회전축(11)의 회전력만큼 회전시키는 상태에서 상기 제1모터(10)의 회전축(11)에 정방향으로의 회전력이 전달되기 때문에, 정방향의 회전력과 역방향의 회전력이 상쇄되어 상기 제1모터(10)의 회전축(11)과 상기 조작구(80)는 정지상태가 된다. As a result, the rotating
이 상태에서는 상기 제1 및 제2모터(10, 20) 들이 가동되고 있음에도 불구하고 상기 조작구(80)이 정지상태에 있기 때문에, 상기 조작구(80)에는 어떠한 관성력도 발생하지 않게 되어, 상기 제 1 및 제2모터(10, 20)를 동시에 작동중지시켜도, 상기 조작구(80)은 원하는 위치에서 그리고 원하는 시간에 바로 정지될 수 있다. In this state, even though the first and
또한, 상기 정지상태에서 제1모터(10)의 구동을 정지시키면, 관성의 저항없이 바로 역방향으로 조작구(80)를 제2모터(20)에 의해 회전시킬 수 있다. In addition, when the driving of the
2. 제2모터가 먼저 구동되는 경우2. When the second motor is driven first
상기 조작구(80)를 정방향으로 회전시킬 시에는, 상기 제1모터(10)를 정지시켜 스톱퍼(15)가 제1모터(10)의 회전축(11)을 고정하게 한 상태에서 상기 제2모터(20)에 전원을 공급하여 상기 제2모터(20)의 고정자(23)와 회전자(24) 사이에 정방향 회전력을 발생시킨다. When the
이때 상기 회전축(11)은 상기 스톱퍼(15)에 의해 상기 케이스(12)를 경유하여 상기 제2모터(20)의 회전축(21)에 고정되어 있기 때문에, 함께 정방향으로 회전하게 된다.At this time, since the
또한, 상기 조작구(80)를 정방향으로 증속 회전시킬 시에는, 제2모터(20)에 전원을 공급하여 상기 회전축(21)을 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제1모터(10)에 전원을 공급하여 제1모터(10)의 회전축(11)에 정방향으로의 회전력을 인가시킨 다음, 스톱퍼(15)에 의한 회전축(11)의 고정상태를 해제한다.In addition, when the
결국, 상기 제2모터(20)의 회전축(21)이 상기 제1모터(10)의 케이스(12)에 고정된 고정자(13)를 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제1모터(10)의 회전축(11)에 정방향으로의 회전력이 전달되기 때문에, 상기 제1모터(10)의 회전축(11)에 전달되는 회전력이 배가되어 상기 조작구(80)는 정방향으로 증속되게 된다.As a result, the
또한, 조작구(80)를 정방향으로 감속회전시킬 시에는, 제2모터(20)에 전원을 공급하여 상기 회전축(21)을 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제1모터(10)에 전원을 공급하여 제1모터(10)의 회전축(11)에 역방향 회전력을 인가시킨 다음, 스톱퍼(15)에 의한 회전축(11)의 고정상태를 해제한다.In addition, when decelerating and rotating the
결국, 제1모터(10)의 회전축(11)이 상기 제2모터(20)의 회전축(21)에 대한 결합상태가 해제되어도, 제2모터(20)에 의해 정방향으로 회전하고 있는 케이스(12) 및 고정자(13) 내에 수용되어 정방향으로 회전하고 있는 회전축(11)이 상기 제1모터(10)를 가동하여 상기 제1모터의 고정자(13)와 회전자(14) 사이에 발생된 전자기력인 역방향으로 회전력을 받게 되어, 상기 제1모터(10)의 회전축(11)과 상기 조작구(80)은 정방향으로 감속되게 된다.As a result, the
또한, 상기 조작구(80)의 정방향으로의 회전을 정지시킬 시에는, 제2모터(20)에 전원을 공급하여 상기 회전축(21)을 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제1모터(10)에 전원을 공급하여 제2모터(20)의 회전축(21)의 정방향 회전력만큼 제1모터(10)의 회전축(11)에 역방향 회전력을 인가시킨 다음, 스톱퍼(15)에 의한 회전축(11)의 고정상태를 해제한다. In addition, when the rotation of the
결국, 상기 제2모터(20)의 회전축(21)이 상기 제1모터(10)의 케이스(12)에 고정된 고정자(13)를 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제1모터(10)의 회전축(11)에 상기 회전축(11)의 정방향으로의 회전력만큼 역방향으로의 회전력을 인가하기 때문에, 회전축(11)의 정방향 회전력이 상쇄되어 상기 제1모터(10)의 회전축(11)과 상기 조작구(80)는 정지상태가 된다. As a result, the
이 상태에서는 상기 제1 및 제2모터(10, 20) 들이 가동되고 있음에도 불구하고 상기 조작구(80)가 정지상태에 있기 때문에, 상기 조작구(80)에는 어떠한 관성력도 발생하지 않게 되어, 상기 제 1 및 제2모터(10, 20)를 동시에 작동중지시켜도, 상기 조작구(80)는 원하는 위치에서 그리고 원하는 시간에 바로 정지될 수 있다. In this state, even though the first and
또한, 상기 정지상태에서 제2모터(20)의 구동을 정지시키면, 관성의 저항없이 바로 역방향으로 조작구(80)를 제1모터(10)에 의해 회전시킬 수 있다.In addition, when the driving of the
상기 실시예에서 제1모터(10)가 가동된 다음, 스톱퍼(15)가 회전축(11)을 고정해제시키고, 그리고 제1모터(10)가 정지된 다음 회전축(11)을 고정시키는 것으로 설명되었지만, 별도 실시예로서, 스톱퍼(15)가 제1모터(10)가 정지된 다음, 회전축(11)을 고정시키고, 제1모터(10)가 가동된 다음에도 선택적으로 회전축(11)에 대한 고정을 해제하기도 하고, 회전축(11)을 고정할 수도 있다.While the
이와 같은 별도 실시예에서, 조작구(80)를 정방향으로 감속회전시킬 시에는, 제2모터(20)에 전원을 공급하여 상기 회전축(21)을 정방향으로 회전시키는 상태에서 제1모터(10)의 회전축(11)에 역방향 회전력을 인가하면서 스톱퍼(15)에 의한 회전축(11)의 고정상태를 해제하지 않고 일정 시간 동안 스톱퍼(15)에 의해 회전축(11)을 고정하였다가 스톱퍼(15)에 의해 회전축(11)의 고정상태를 해제한다.In this separate embodiment, when decelerating and rotating the
결국, 제2모터(20)에 의해 정방향으로 회전하고 있는 케이스(12) 및 고정자(13) 내에 수용되어 정방향으로 회전하고 있는 회전축(11)이 상기 제1모터(10)를 가동하여 상기 제1모터의 고정자(13)와 회전자(14) 사이에 발생된 전자기력인 역방향으로 회전력을 일정 시간 동안 받고 있는 상태에서, 제1모터(10)의 회전축(11)이 상기 제2모터(20)의 회전축(21)에 대한 결합상태가 해제됨과 동시에, 바로 상기 제1모터(10)의 회전축(11)과 상기 조작구(80)는 정방향으로 감속되게 된다.As a result, the rotating
또한, 상기 별도 실시예에서 상기 조작구(80)의 정방향으로의 회전을 정지시킬 시에는, 제2모터(20)에 전원을 공급하여 상기 회전축(21)을 정방향으로 회전시키는 상태에서 제1모터(10)의 회전축(11)에 제2모터(20)의 회전축(21)의 정방향 회전력만큼 역방향 회전력을 인가하면서 스톱퍼(15)에 의한 회전축(11)의 고정상태를 해제하지 않고 일정 시간 동안 스톱퍼(15)에 의해 회전축(11)을 고정하였다가 스톱퍼(15)에 의해 회전축(11)의 고정상태를 해제한다.In addition, in the separate embodiment, when the rotation of the
결국, 제2모터(20)에 의해 정방향으로 회전하고 있는 케이스(12) 및 고정자(13) 내에 수용되어 정방향으로 회전하고 있는 회전축(11)이 상기 제1모터(10)를 가동하여 상기 제1모터의 고정자(13)와 회전자(14) 사이에 상기 회전축(11)의 정방향으로의 회전력만큼 발생된 전자기력인 역방향으로 회전력을 일정 시간 동안 받고 있는 상태에서, 제1모터(10)의 회전축(11)이 상기 제2모터(20)의 회전축(21)에 대한 결합상태가 해제됨과 동시에, 회전축(11)의 정방향 회전력이 바로 상쇄되어 상기 제1모터(10)의 회전축(11)과 상기 조작구(80)는 바로 정지상태가 된다. As a result, the rotating
상기 제1 및 제2모터(10, 20)의 가동과 정지는 제1 및 제2모터(10, 20) 각각에 구비된 엔코더로부터 수신된 회전속도정보와 자체적으로 설정된 상기 일정 시간 정보를 상기 변속가능한 구동장치에 구비된 도시되지 않은 제어장치의 연산프로그램에 의해 제어될 수 있다.The operation and stop of the first and
상기와 같이 구성된 실시예 및 변경 실시예의 매니퓰레이터는 변속기와 감속기가 배제된 상태에서도 조작구의 속도와 토크를 변경시키는 것이 가능하게 하고, 아울러 조작구를 어떠한 진동 없이 원하는 위치에 그리고 원하는 시점에 위치결정시키는 것을 가능하게 할 수 있다.The manipulator of the embodiment and the modified embodiment configured as described above makes it possible to change the speed and torque of the operating tool even when the transmission and the reducer are excluded, and also to position the operating tool at a desired position and at a desired time point without any vibration. Can make things possible.
상기 실시예 및 변경 실시예의 매니퓰레이터에서 제1 및 제2모터 중 어느 하나가 정방향으로 구동되고 다른 하나가 역방향으로 구동되는 기능을 가진 경우에는, 증속기능이 수행될 수 없고, 정회전, 감속정회전, 정지, 역회전 기능이 가능하게 된다.When one of the first and second motors is driven in the forward direction and the other is driven in the reverse direction in the manipulator of the above-described embodiments and modified embodiments, the speed increase function cannot be performed, and the forward rotation and the deceleration forward rotation , Stop and reverse functions are possible.
즉, 상기 조작구(80)를 정방향으로 회전시킬 시에는, 상기 제2모터(20)를 정지시켜 상기 스톱퍼(25)가 제2모터(21)의 회전축(21)을 고정하게 한 상태에서 상기 제1모터(10)에 전원을 공급하여 상기 제1모터(10)의 고정자(13)와 회전자(14) 사이에 정방향 회전력을 발생시키고, 조작구(80)를 정방향으로 감속회전시킬 시에는, 제1모터(10)에 전원을 공급하여 상기 회전축(11)을 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제2모터(20)에 전원을 공급하여 제2모터(20)의 회전축(21)에 역방향으로의 회전력을 인가시킨 다음, 스톱퍼(25)에 의한 회전축(21)의 고정상태를 해제하고, 상기 조작구(80)의 정방향으로의 회전을 정지시킬 시에는, 제1모터(10)에 전원을 공급하여 상기 회전축(11)을 정방향으로 회전시키는 상태에서 상기 제2모터(20)에 전원을 공급하여 제1모터(10)의 회전축(11)의 정방향 회전력만큼 제2모터(20)의 회전축(21)에 역방향으로의 회전력을 인가시킨 다음, 스톱퍼(25)에 의한 회전축(21)의 고정상태를 해제하고, 정방향으로 구동되고 있지만 정지상태에 있는 상기 조작구(80)를 역방향으로 회전시킬 시에는 상기 정지시의 상태에서 제1모터(10)의 구동을 정지시키는 것이 가능하다.That is, when the
또한, 상기 실시예 및 변경 실시예의 매니퓰레이터에서 정역가능한 제2모터에 스톱퍼가 구비됨 없이 정역가능한 제1모터에만 스톱퍼를 구비한 상태에서 제2모터를 먼저 구동하는 경우에도, 정회전, 증속회전, 감속정회전, 정지, 역회전 기능이 가능하게 되며, 제1모터가 정방향으로 구동가능하고 제2모터가 역방향으로 구동가능하 경우에는 증속기능이 수행될 수 없고, 정회전, 감속정회전, 정지, 역회전 기능이 가능하게 된다.Also, even when the second motor is driven first with the stopper only in the first motor that can be reversed without the stopper provided in the manipulator of the above-described embodiments and modified embodiments, the forward rotation, the acceleration rotation, Deceleration forward rotation, stop, reverse rotation functions are enabled, and if the first motor can be driven in the forward direction and the second motor can be driven in the reverse direction, the speed increase function cannot be performed. The reverse rotation function is enabled.
또한, 상기 매니퓰레이터에 구비된 선회부들은 본 발명자에 의해 특허출원된 제10-2012-0078332호 또는 10-2012-0080496호에 개시된 변속가능한 구동장치(스톱퍼를 내장한 3개의 모터가 직렬로 결합된 구동장치)로 치환될 수 있다. In addition, the turning parts provided in the manipulator are shiftable driving devices (three motors with a stopper in series) disclosed in Patent Application Nos. 10-2012-0078332 or 10-2012-0080496 patented by the present inventors. Drive).
상기 선회부들이 본 발명자에 의해 특허출원되어 계류중에 있는 변속가능한 구동장치로 치환되면, 조작부가 변속이 가능한 상태에서 이동 또는 운동될 수 있고, 관성이 작용함없이 바로 조작부가 정지될 수 있다는 점에서 바람직하다.When the turning parts are patented by the present inventors and replaced with the shiftable driving device, the operation part can be moved or moved in a state in which shift is possible, and the operation part can be stopped immediately without inertia. desirable.
20; 제2모터, 70; 제1선회부, 92; 제1브래킷, 10; 제1모터, 50; 제2선회부, 91; 제2브래킷, 80; 조작부20; Second motor, 70; First pivot, 92; First bracket, 10; A first motor, 50; Second turn, 91; Second bracket, 80; Control panel
Claims (5)
상기 베이스(40)에 Y중심축선(Y)을 중심으로 회전축이 회전하게 장착된 제2모터(20);
상기 제2모터(20)의 회전중심에 수직한 X방향으로 중심축선을 갖고서 회전축이 회전되게 상기 제2모터(20)의 회전축에 탑재된 제2선회부(50);
상기 제2선회부(50)에 제2브래킷(91)을 개재하여 장착되어 상기 Y중심축선(Y)을 중심으로 회전축이 회전운동하게 장착된 제1모터(10);
상기 제1모터(10)의 회전중심에 수직한 X방향으로 중심축선을 갖고서 회전축이 회전되게 상기 제1모터(10)의 회전축에 탑재된 제1선회부(70); 및
상기 제1선회부(70)에 제1브래킷(92)을 개재하여 장착된 조작부(80)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 매니퓰레이터.Base 40;
A second motor 20 mounted on the base 40 so that a rotation shaft is rotated about a Y center axis Y;
A second turning part (50) mounted on the rotating shaft of the second motor (20) such that the rotating shaft is rotated with a central axis in the X direction perpendicular to the center of rotation of the second motor (20);
A first motor (10) mounted to the second pivot portion (50) via a second bracket (91), the rotation axis of which is rotated about the Y center axis line (Y);
A first pivot unit 70 mounted on a rotation shaft of the first motor 10 so that the rotation shaft is rotated with a central axis in the X direction perpendicular to the rotation center of the first motor 10; And
And a manipulator (80) mounted to the first pivot section (70) via a first bracket (92).
상기 제1 및 제1모터(20, 10)는 케이스의 일측으로 회전축이 돌출되어 노출된 통상의 회전모터이고, 그리고
상기 제1 및 제2선회부(50, 70)는 케이스의 양측으로 회전축이 돌출되어 노출된 회전모터인 것을 특징으로 하는 매니퓰레이터.The method of claim 1,
The first and the first motor (20, 10) is a conventional rotary motor with a rotating shaft protruding to one side of the case, and
The first and second pivoting parts (50, 70) is a manipulator, characterized in that the rotating shaft is protruded to both sides of the case exposed.
상기 제2브래킷(91)은 포크형상으로 되어 있고, 그 일단이 제2선회부(50)의 회전축 양단에 고정적으로 외접되어 있고 타단이 제1모터(10)의 케이스에 고정되어 있고, 그리고
상기 제2브래킷(91)도 포크형상으로 되어 있고, 그 일단이 제1선회부(70)의 회전축 양단에 고정적으로 외접되어 있고 타단이 상기 조작부(80)의 기단에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 매니퓰레이터.The method of claim 2,
The second bracket 91 is in a fork shape, one end of which is fixed externally to both ends of the rotation shaft of the second pivot 50, and the other end of which is fixed to the case of the first motor 10, and
The second bracket 91 also has a fork shape, one end of which is fixedly externally circumferentially to both ends of the rotation shaft of the first pivot 70, and the other end of the second bracket 91 is coupled to the proximal end of the operation unit 80. Manipulator.
제2모터(20), 제2선회부(50), 제2브래킷(91), 제1모터(10), 제1선회부(70), 제1브래킷(92), 및 조작부(80)가 선택적으로 상기 Y중심축선(Y) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 매니퓰레이터.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The second motor 20, the second turning part 50, the second bracket 91, the first motor 10, the first turning part 70, the first bracket 92, and the operation part 80 And optionally disposed on the Y center axis (Y).
상기 제 1 및 제2모터(10, 20)들중 적어도 하나는 회전축을 고정시키는 스톱퍼를 포함하고 있고,
상기 제1 및 제2선회부(50, 70) 각각은 그들의 회전축을 고정시키는 스톱퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 매니퓰레이터. 4. The method according to any one of claims 1 to 3,
At least one of the first and second motors 10 and 20 includes a stopper for fixing the rotation shaft,
Each of the first and second pivots (50, 70) includes a stopper to fix their axis of rotation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120088621A KR101201766B1 (en) | 2012-08-13 | 2012-08-13 | manipulator |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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KR101201766B1 true KR101201766B1 (en) | 2012-11-15 |
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ID=47564746
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KR1020120088621A KR101201766B1 (en) | 2012-08-13 | 2012-08-13 | manipulator |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1207022A1 (en) | 2000-11-17 | 2002-05-22 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Arm for a humanoid robot |
JP2004130406A (en) | 2002-10-08 | 2004-04-30 | Incs Inc | Controller for humanoid robot |
KR101031037B1 (en) | 2009-01-12 | 2011-04-25 | 주식회사 로보멕 | Articulation Mechanism for Robot |
-
2012
- 2012-08-13 KR KR1020120088621A patent/KR101201766B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
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