KR101331835B1 - 항복토크 조절이 가능한 토크리미터 - Google Patents

항복토크 조절이 가능한 토크리미터 Download PDF

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Abstract

본 발명의 토크리미터의 일 실시예는, 스프링; 캠면이 형성된 회동부; 상기 스프링의 탄성력을 상기 캠면에 전달하는 전달부; 상기 회동부가 상대회동될 수 있는 고정부; 상기 고정부에 구비되어 상기 스프링의 탄성력을 조절하여 상기 회동부의 항복토크를 조절하는 항복토크 조절부;를 포함하고, 상기 항복토크 조절부는 상기 스프링의 탄성력을 실시간으로 변경하여 상기 스프링의 항복토크를 조절하는 것을 특징으로 한다.

Description

항복토크 조절이 가능한 토크리미터{A DEVICE FOR GENERATING LIMIT TORQUE WITH FUNTION OF REAL-TIME YIELDING TORQUE CHANGING}
본 발명은 회전 기구에 대한 항복토크 발생 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로봇 매니퓰레이터의 조인트와 같은 회전운동을 하는 회전 기구에 일정 토크 이상이 부여될 경우 회전 변위가 발생하여 회전 기구를 보호해주는 장치에 관한 것이다.
로봇 메니퓰레이터의 조인트 등에는 회전운동을 하는 기구부에 일정 토크 이상이 걸릴 경우 회전변위가 발생하여 회전 기구부를 보호해 주는 토크리미터가 구비된다.
이러한 토크리미터는 회전부와 고정부가 구비되고, 그 사이에 스프링의 탄성력이 작용하여 회전부와 고정부 사이의 회동을 항복 토크에 도달하기 전까지 차단하고, 항복 토크에 도달하여 스프링의 탄성력 이상이 되는 경우 회전부가 고정부에 대해 상대회전이 발생하도록 되어 있다.
종래의 토크리미터는 회전부의 회전변위를 발생시키는 외력이 제거된 후에는 초기 위치로 돌아오는 기능은 있으나, 다양한 사용환경 및 동작조건의 변경에 따른 무작위적인 토크 입력에 대응할 수 없다. 즉, 상기 스프링의 초기 설정에 의해 정해진 특정 외력에만 작동되고, 다양한 조건에서 회전부가 회동을 시작하는 항복 토크의 변경이 불가능한 것이다.
따라서, 종래의 토크리미터는 항복 토크를 변경하기 위해서는 스프링의 초기 설정을 변경해야 하기 때문에, 전체 기구부를 분해해야 하는 어려움이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 피동부재와 피동부재를 구동하기 위한 구동모터를 연결하는 조인트에 사용될 수 있고, 특정 항복 토크 이상이 가해질 경우 기구부에 변위가 발생하여 회전 기구부를 보호하고, 사용환경 및 동작조건의 변경에 따른 외부 입력토크가 변경될 경우 이에 능동적으로 대처할 수 있는 토크리미터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 링크의 회전 중 발생할 수 있는 외부 충돌에 대해 회전 구동부에서 일정 토크 이상을 흡수하여 충돌자의 안전 및 기구부를 보호할 수 있는 토크리미터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진다.
본 발명의 토크리미터의 일 실시예는, 스프링; 캠면이 형성된 회동부; 상기 스프링의 탄성력을 상기 캠면에 전달하는 전달부; 상기 회동부가 상대회동될 수 있는 고정부; 상기 고정부에 구비되어 상기 스프링의 탄성력을 조절하여 상기 회동부의 항복토크를 조절하는 항복토크 조절부;를 포함하고, 상기 항복토크 조절부는 상기 스프링의 탄성력을 실시간으로 변경하여 상기 스프링의 항복토크를 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 스프링은 상기 고정부의 축방향에 수직하게 상기 고정부에 장착된다. 상기 스프링의 일단은 상기 전달부에 연결되고, 타단은 상기 항복토크 조절부에 연결된다.
상기 스프링은 상기 회동부에 의해 전달되는 외력에 의해 압축 또는 인장 변위가 발생된다. 즉, 상기 스프링은 상기 회동부의 회동에 따라 상기 캠면의 형상에 연동되어 압축 또는 인장 변위가 발생된다.
상기 스프링의 항복토크는 상기 항복토크 조절부의 변위에 의해 결정되는 선형 또는 비선형 스프링상수와 초기 스프링의 압축 또는 인장 변위에 의해 결정된다.
상기 전달부는 상기 스프링의 일단과 접촉하는 하우징과 상기 캠면과 접촉하는 롤러를 포함하고, 상기 롤러는 상기 하우징에 대해 회동가능하게 결합된다. 상기 전달부는 상기 고정부의 축방향에 수직한 면에 위치하되, 상기 스프링과 회동부의 사이에 위치한다.
상기 전달부는 상기 스프링의 압축 또는 인장 변위에 연동하여 이동될 수 있다.
상기 전달부는 상기 캠면과의 접촉지점에서 상기 캠면에 수직한 방향으로 스프링의 탄성력을 전달하고, 상기 캠면의 접선방향으로 이동되어 마찰력을 감소시킨다.
상기 전달부는 상기 회동부를 회전시키는 외력토크에 의해 발생된 힘을 상기 스프링으로 전달한다. 상기 전달부가 상기 스프링에 전달되는 외력토크에 의해 발생된 힘은 상기 캠면의 형상에 연동되어 달라진다.
상기 회동부는 상기 고정부의 외주면으로부터 소정의 간격으로 이격되어 있되, 내주면상에 상기 캠면이 함몰되도록 형성된다. 또한, 상기 회동부는 외부 출력축에 연결될 수 있다.
상기 회동부는 상기 캠면의 형상에 의해 상기 전달부의 변위를 생성시킨다. 상기 회동부는 상기 전달부와 접촉되는 상기 캠면의 형상에 의해 항복토크를 발생시키고, 상기 전달부와 접촉되는 상기 내주면에 의해 자유회전이 가능하다.
상기 회동부의 내주면은 상기 전달부와의 접촉에 의해 상기 스프링의 변위를 일정하게 유지시킬 수 있다. 여기서, 상기 회동부는 내주면상에 돌출된 스토퍼를 더 포함하고, 상기 스토퍼는 상기 전달부가 내주면상에 접촉하여 이루어지는 상기 회동부의 자유회전을 제한할 수 있다.
상기 항복토크는 상기 전달부가 접촉되는 상기 캠면의 형상에 따라 달라진다.
상기 항복토크 조절부는 선형모터와 레버를 포함하고, 상기 선형모터의 구동에 의해 상기 항복토크가 실시간으로 변경될 수 있다.
상기 레버는 상기 스프링의 단부와 접촉하고, 상기 레버의 회동축에 대해 상기 선형모터와 레버의 접촉점은 상기 스프링과 레버의 접촉점에 비해 더 이격되어 있다.
상기 레버의 위치(또는 회동정도)는 상기 선형모터의 변위에 의해서만 결정될 수 있다.
상기 항복토크 조절부는 항복토크 이내에서 상기 고정부와 상기 회동부의 상대적인 위치가 유지되도록 상기 스프링을 지지한다.
상기 항복토크 조절부는 상기 선형모터의 실시간 구동에 의해 상기 스프링의 압축 또는 인장 변위를 변경하여, 항복토크를 실시간으로 증감시킬 수 있다.
한편, 상기 실시예는 상기 선형모터를 제어하여 실시간으로 항복토크를 변경시키는 컨트롤러;를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 구성에 의해 다음과 같은 효과를 가진다.
본 발명의 토크리미터에 의해 스프링에 의한 항복토크가 간편하게 선형모터를 제어하여 작동시키는 것으로 결정될 수 있게 되어, 조작이 간편하게 되었고, 시간 및 비용을 절감하는 효과를 가진다.
또한, 다양한 항복토크를 실시간으로 제어할 수 있게 되어, 실시간으로 항복토크를 변경할 수 있어서, 외부 환경 및 조건에 대해 능동적이고 빠른 대응이 가능하게 되었다. 그에 따라 작업 중 예기치 못한 충돌에 대해 작업자 및 기구의 안전을 확보하는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 토크리미터가 장착되는 기구의 개략도.
도 2는 본 발명의 토크리미터의 일 실시예를 보여주는 개략도.
도 3은 스프링의 항복토크를 회동부에 전달하는 전달부의 사시도.
도 4는 회동부에 항복토크 이상의 외력이 작용된 경우를 보여주는 동작도.
도 5는 회동부의 자유회전을 제한하는 구성을 보여주는 개략도.
도 6와 도 7은 항복토크조절부에 의한 항복토크 조절제어를 보여주는 동작도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 통해 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 토크리미터가 장착되는 위치를 개략적으로 보여준다. 도 1을 참고하면, 로봇 등의 회전기구부는 회전력을 발생시키는 회전발생장치(10)와 회전을 출력하는 회전출력부(20)를 구비하고 있다. 여기서 회전력은 정상적인 작동을 위해 작용하는 힘을 말하고 후술할 의도하지 않은 외력에 의한 회전력을 말하는 것은 아니다.
상기 회전발생장치는 모터 등이 구비되어 회전력을 발생시킨다. 이러한 회전발생장치에 의해 발생된 회전력은 조인트에 의해 회전출력부에 전달된다. 조인트는 회전발생장치측에 연결되는 로터(150)와 회전출력부에 연결되는 스테이터(250)가 맞물려 구성된다. 본 발명의 토크리미터는 상기 로터(150)와 스테이터(250)에 구비된다.
상기 토크리미터는 회전 출력부(20)측에 전달된 외력이 항복토크 이상이면 작동되어 항복토크 이상이 회전발생장치(10)측으로 전달되는 것을 차단한다. 따라서, 외력을 중심으로 본다면, 상기 로터(150)는 고정부가 되고, 상기 스테이터(250)는 회동부가 된다. 따라서, 이하에서는 상기 로터는 고정부(150)로, 상기 스테이터는 회동부(250)로 지칭한다.
도 2는 본 발명의 토크리미터의 일 실시예를 보여준다. 도 2를 참고하면, 본 발명의 토크리미터의 일 실시예는 스프링(200), 캠면(260)이 형성된 회동부(250), 상기 스프링의 탄성력을 상기 캠면에 전달하는 전달부(210), 상기 회동부가 상대회동될 수 있는 고정부(150), 상기 고정부에 구비되어 상기 스프링의 탄성력을 조절하여 상기 회동부의 항복토크를 조절하는 항복토크 조절부(300)를 포함하여 구성된다.
상기 고정부(150)는 보호되어야 할 회전발생장치(10)에 연결되어 있다. 그에따라 회전발생장치를 보호하기 위한 항복토크를 발생시키는 스프링(200)과 전달부(210) 및 항복토크 조절부(300)가 상기 고정부에 구비된다.
상기 고정부(150)는 원판형상으로 구비될 수 있으며, 회전발생장치에 연결되는 회전축(155)이 중심부에 연결된다. 상기 고정부에 구비되는 스프링과 전달부 및 항복토크 조절부는 회전축(155)을 중심으로 고정부의 반경방향으로 항복토크를 발생하도록 구비된다.
상기 스프링(200)은 압축스프링으로 구성되며, 초기 설정에 따라 일정 길이 만큼 압축이 된 상태로 상기 고정부측에 장착될 수 있다. 따라서 초기 스프링 복원력을 가진 상태로 중립위치에 장착된다. 이러한 스프링의 초기 압축력은 후술할 회동부의 캠면에 작용하여, 스프링이 회동부를 눌러주는 상태가 된다.
상기 스프링(200)은 상기 고정부의 축방향에 수직한 반경방향으로 상기 고정부에 장착된다. 상기 스프링(200)의 일단은 전달부(210)에 연결되고, 타단은 항복토크 조절부(300)에 연결된다. 보다 구체적으로는 상기 스프링의 타단은 항복토크 조절부의 레버(320)에 연결된다.
상기 스프링(200)은 상기 회동부(250)에 의해 전달되는 외력에 의해 압축 또는 인장 변위가 발생될 수 있다. 즉, 상기 스프링(200)은 상기 회동부의 회동에 따라 상기 캠면(260)의 형상에 연동되어 압축 또는 인장 변위가 발생된다.
상기 스프링에 의해 발생되는 항복토크는 상기 항복토크 조절부(300)의 변위에 의해 결정되는 선형 또는 비선형 스프링상수와 초기 스프링의 압축 또는 인장 변위에 의해 결정된다.
상기 전달부(210)는 상기 스프링에 의해 발생한 항복토크를 상기 회동부에 전달하기도 하고, 상기 회동부에 의해 전달된 외력을 상기 스프링으로 전달하기도 한다.
도 3은 전달부를 보다 상세하게 보여준다. 도 3을 참고하면, 상기 전달부(210)는 상기 스프링(200)의 일단과 접촉하는 하우징(212)과, 캠면(260)과 접촉하는 롤러(211)를 포함하여 구성된다. 상기 롤러(211)는 상기 하우징(212)에 대해 회동가능하게 결합된다. 상기 하우징(212)은 내부에 수용공간을 형성하여 상기 스프링(200)의 일단이 수용되어 스프링과 전달부의 결합이 유지되도록 한다.
상기 전달부(210)는 상기 고정부의 축방향에 수직한 면에 위치하되, 상기 스프링과 회동부의 사이에 위치한다. 즉, 상기 고정부의 반경방향으로 이동가능하게 구비되는 것이다. 그에 따라, 상기 전달부(210)는 상기 스프링(200)의 압축 또는 인장 변위에 연동하여 이동될 수 있다. 즉, 상기 회동부(250)에 의해 전달된 외력을 상기 스프링(200)으로 전달하는 것이다.
상기 전달부(210)가 상기 스프링에 전달되는 외력토크에 의해 발생된 힘은 캠면(260)의 형상에 연동되어 달라진다. 즉, 캠면과 전달부의 롤러가 접촉되어 외력이 전달되는 힘의 작용선이 스프링과 변위발생선과 이루는 각도에 따라 스프링에 작용하는 외력의 힘이 달라지는 것이다.
또한, 상기 전달부(210)는 상기 캠면(260)과의 접촉지점에서 상기 캠면에 수직한 방향으로 스프링의 탄성력을 전달하고, 상기 캠면의 접선방향으로 이동되어 마찰력을 감소시킨다. 즉, 상기 전달부에 구비된 롤러(211)가 캠면(260)과 접촉하고, 롤러는 캠면과 점접촉을 통해 스프링의 탄성력을 캠면의 수직한 방향으로 전달하는 것이다. 또한, 롤러는 캠면에 대해 회전이 가능하기 때문에 캠면의 접선방향으로 굴러서 이동될 수 있는 것이다. 그에 따라, 캠면과의 접촉시 발생하는 마찰력을 감소시킬 수 있다. 이러한 전달부의 캠면에 대한 역학적인 작용은 스프링에 의해 발생된 항복토크를 회동부에 전달하는 기능을 한다.
한편, 상기 고정부(150)에는 상기 스프링(200)과 전달부(210)의 동작경로를 안내하는 가이드홈(160)이 형성될 수 있다. 상기 가이드홈(160)은 상기 고정부의 반경방향으로 형성되어, 스프링의 압축되거나 전달부가 캠면과의 접촉에 의해 이동하는 경우 경로를 안내할 수 있다. 또한, 스프링이 압축된 후 전달부가 고정부측으로 이동된 후의 전달부가 수용될 수 있는 공간을 제공하기도 한다.
도 2를 참고하면, 상기 회동부(250)는 원판형으로 형성되되, 내부에 상기 고정부가 수용될 수 있는 수용공간을 형성하고 있다. 상기 회동부(250)는 회전출력부(20)에 연결되어 있으며, 회전출력부를 통해 외력이 전달받아 고정부에 전달하되, 항복토크 이상이 되면 고정부에 대해 회동될 수 있다.
상기 회동부(250)의 내주면(255)은 상기 고정부의 외주면(151)으로부터 소정의 간격으로 이격되어 있다. 또한, 내주면(255)상에 상기 캠면(260)이 함몰 형성되어 있다.
상기 회동부(250)는 상기 캠면(260)의 형상에 의해 상기 전달부의 변위를 생성시킨다. 즉, 상기 회동부(250)는 상기 전달부의 롤러(211)와 접촉되는 상기 캠면(260)의 형상에 의해 항복토크를 발생시키고, 외력을 전달한다.
도 2에서는 상기 캠면(260)의 형상은 반원형으로 형성되어 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하고 여러가지 형상으로 변형이 가능하다. 예를 들어, 캠면의 형상을 사다리꼴 등 다각형으로 형성할 수도 있다. 이는 사용자의 설정에 따라 필요한 항복토크에 따라 달라질 수 있는 사항이다.
상기 항복토크는 상기 전달부가 접촉되는 상기 캠면의 형상에 따라 달라진다. 이는 전술한 바와 같이 스프링이 형성하는 탄성력이 전달부의 롤러를 통해 캠면으로 전달되기 때문에, 롤러와 접촉되는 캠면의 형상에 따라 회동부의 회전을 방지하는 방향으로의 토크가 달라지기 때문이다.
도 4는 회동부에 전달된 외력이 항복토크를 초과하여 회동부가 고정부에 대해 회전된 상태를 보여준다. 도 4를 참고하면, 외력이 항복토크를 초과하면 상기 전달부(210)는 캠면(260)과의 접촉이 해제되고, 회동부의 내주면(255)과 접촉하게 된다.
상기 전달부의 롤러(211)는 상기 회동부의 내주면상에서 구름운동을 하게 되고, 상기 회동부는 상기 고정부에 대해 자유회전이 가능하게 된다. 즉, 상기 회동부는 상기 전달부와 접촉되는 상기 내주면에 의해 자유회전이 가능하게 되는 것이다.
상기 회동부의 내주면(255)은 상기 고정부의 외주면(151)과 일정한 간격으로 이격되어 있다. 또한, 상기 회동부의 내주면은 일정한 곡률로 형성되어 있다. 그에 따라 상기 회동부의 내주면(255)은 상기 전달부와의 접촉에 의해 상기 스프링(200)의 변위를 일정하게 유지시킬 수 있다.
도 5는 상기 회동부의 자유회전을 일정 범위에서 제한할 수 있는 스토퍼를 보여준다. 도 5를 참고하면, 상기 회동부(250)는 내주면(255)상에 돌출된 스토퍼(256)를 더 포함하고, 상기 스토퍼(256)는 상기 전달부가 내주면상에 접촉하여 이루어지는 상기 회동부의 자유회전을 제한할 수 있다. 그에 따라 회동부의 과도한 회전을 제한하여 기구에 구비된 전선등의 파손을 방지하고, 회동부의 초기 위치 복귀를 원할하게 이루어질 수 있도록 한다.
상기 항복토크 조절부(300)는 상기 스프링에 연결되어 스프링의 탄성력을 실시간으로 변경하여 상기 스프링의 항복토크를 조절하는 기능을 한다. 도 2를 참고하면, 상기 항복토크 조절부(300)는 선형모터(310)와 레버(320)를 포함하여 구비된다.
상기 선형모터(310)는 스프링의 초기 압축 변위를 조절하여 항복토크를 실시간으로 변경하는 기능을 하는 구성이다. 상기 선형모터(310)는 직선운동을 하는 로드(311)를 구비하고, 후술할 컨트롤러(미도시)의 제어에 의해 실시간으로 로드의 변위를 조절한다. 상기 로드(311)는 레버(320)에 연결된다.
상기 레버(320)는 일단이 상기 고정부에 고정된 레버 회동축(300)에 연결되고, 타단이 선형모터의 로드(311)에 연결되어 있다. 또한, 상기 스프링(200)의 일단이 상기 레버 회동축과 로드 사이의 레버에 연결된다.
상기 레버(320)는 상기 로드의 변위를 상기 스프링으로 전달한다. 상기 스프링이 상기 고정부의 반경방향에 있기 때문에 고정부의 회전축(155)에 의해 상기 선형모터가 직접 스프링에 연결되기에는 공간이 협소하다. 그에 따라, 선형모터의 장착공간을 확보하기 위해 레버의 사용 필요성이 있다.
상기 레버(320)는 상기 스프링(200)의 단부와 접촉하고, 상기 레버의 회동축(330)에 대해 상기 선형모터와 레버의 접촉점은 상기 스프링과 레버의 접촉점에 비해 더 이격되어 있다. 그에 따라 상기 선형모터의 로드(311)의 변위의 대해 상기 스프링의 변위 발생비율이 작게 되어, 스프링의 변위에 발생하는 오차를 줄일 수 있어서 보다 정밀하게 스프링의 변위 조절이 가능하게 된다.
상기 선형모터(310)의 구동에 의해 상기 스프링(200)에 의해 발생하는 항복토크는 실시간으로 변경될 수 있다. 보다 상세하게는 상기 항복토크 조절부(300)는 상기 선형모터(310)의 실시간 구동에 의해 상기 스프링(200)의 압축 또는 인장 변위를 변경하여, 항복토크를 실시간으로 증감시킬 수 있다.
도 6과 도 7은 상기 선형모터에 의한 항복토크 조절을 보여준다.
도 6에서는 상기 선형모터에 의해 상기 스프링의 초기 압축변위를 줄여서 항복토크를 줄여주는 제어를 보여준다. 도 6을 참고하면, 상기 선형모터(310)가 작동하여 로드(311)의 변위를 줄여주면, 레버에 의해 스프링(200)이 인장되어 스프링의 초기 압축변위가 줄어든다. 그에 따라 스프링의 초기 탄성력이 줄어들게 되어 상기 회동부(250)에 전달되는 항복토크가 줄어들게 된다.
도 7에서는 상기 선형모터에 의해 상기 스프링의 초기 압축변위 늘려서 항복토크를 증가시켜주는 제어를 보여준다. 도 7을 참고하면, 상기 선형모터(310)가 작동하여 로드(311)의 변위를 줄여주면, 레버에 의해 스프링이 압축되어 스프링의 초기 압축변위가 증가한다. 그에 따라 스프링의 초기 탄성력이 증가하게 되어 상기 회동부에 전달되는 항복토크가 증가하게 된다.
한편, 상기 선형모터를 제어하여 실시간으로 항복토크를 변경시켜주기 위해 별도의 컨트롤러가 구비될 수 있다. 전술한 바와 같이 상기 컨트롤러는 상기 선형모터에 전기적으로 연결되어 로드의 변위를 조절하게 된다. 이러한 제어로는, 초기 항복토크 설정시에 로드의 변위를 조절하거나, 실시간으로 상황에 맞도록 항복토크를 조절할 수도 있다.
한편, 상기 레버의 위치(또는 회동정도)는 상기 선형모터에 의한 로드(311)의 변위에 의해서만 결정될 수 있다. 즉, 외력이 회동부에 전달되어 스프링에 외력이 작용하더라도, 레버의 위치 또는 회동정도는 변하는 않고 고정적이다.
또한, 상기 항복토크 조절부(300)는 항복토크 이내에서 상기 고정부와 상기 회동부의 상대적인 위치가 유지되도록 상기 스프링을 지지한다. 즉, 상기 스프링을 지지하고 고정하여 상기 회동부에 전달된 외력이 항복토크 이내에서는 회동부가 고정부에 대해 회전되지 않도록 유지시켜 주는 것이다.
상기 구성에 의해 스프링에 의한 항복토크의 결정이 간편하게 선형모터를 제어하여 작동시키는 것으로 가능하게 되어, 조작이 간편하게 되었고, 시간 및 비용을 절감하는 효과를 가지게 되었다.
또한, 다양한 항복토크를 실시간으로 제어할 수 있게 되어, 실시간으로 항복토크를 변경할 수 있어서, 외부 환경 및 조건에 대해 능동적이고 빠른 대응이 가능하게 되었다. 그에 따라 작업 중 예기치 못한 충돌에 대해 작업자 및 기구의 안전을 확보할 수 있다.
이상 첨부도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 그러한 실시예 및/또는 도면에 제한되는 것으로 해석되어서는 아니되고 후술하는 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여 결정된다. 그리고 특허청구범위에 기재되어 있는 발명의 당업자에게 자명한 개량, 변경, 수정 등도 본 발명의 권리범위에 포함된다는 점이 명백하게 이해되어야 한다.
10 : 회전발생장치 20 : 회전출력부
150 : 고정부 200 : 스프링
210 : 전달부 250 : 회동부
260 : 캠면 300 : 항복토크조절부
310 : 선형모터 320 : 레버

Claims (25)

  1. 스프링;
    캠면이 형성된 회동부;
    상기 스프링의 탄성력을 상기 캠면에 전달하는 전달부;
    상기 회동부가 상대회동될 수 있는 고정부;
    선형모터 및 상기 선형모터에 의해 회동하는 레버를 포함하고, 상기 고정부에 구비되어 상기 스프링의 탄성력을 조절하여 상기 회동부의 항복토크를 조절하는 항복토크 조절부;를 포함하고,
    상기 항복토크 조절부는 상기 선형모터의 실시간 구동에 의해 상기 스프링의 압축 또는 인장 변위를 변경하여 항복토크를 실시간으로 증감시킬 수 있고,
    상기 레버는 상기 스프링의 단부와 접촉하고,
    상기 레버의 회동축에 대해 상기 선형모터와 상기 레버의 접촉점은 상기 스프링과 상기 레버의 접촉점에 비해 더 이격되어 있는 것을 특징으로 하는,
    항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스프링은 상기 고정부의 축방향에 수직하게 상기 고정부에 장착된 것을 특징으로 하는,
    항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스프링의 일단은 상기 전달부에 연결되고, 타단은 상기 항복토크 조절부에 연결되는, 항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 스프링은 상기 회동부에 의해 전달되는 외력에 의해 압축 또는 인장 변위가 발생되는, 항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스프링은 상기 회동부의 회동에 따라 상기 캠면의 형상에 연동되어 압축 또는 인장 변위가 발생되는, 항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 항복토크는 상기 항복토크 조절부의 변위에 의해 결정되는 선형 또는 비선형 스프링상수와 초기 스프링의 압축 또는 인장 변위에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전달부는 상기 스프링의 일단과 접촉하는 하우징과 상기 캠면과 접촉하는 롤러를 포함하고,
    상기 롤러는 상기 하우징에 대해 회동가능하게 결합된 것을 특징으로 하는,
    항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전달부는 상기 고정부의 축방향에 수직한 면에 위치하되, 상기 스프링과 회동부의 사이에 위치하는, 항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전달부는 상기 스프링의 압축 또는 인장 변위에 연동하여 이동되는,
    항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전달부는 상기 캠면과의 접촉지점에서 상기 캠면에 수직한 방향으로 스프링의 탄성력을 전달하고, 상기 캠면의 접선방향으로 이동되어 마찰력을 감소시키는, 항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전달부는 상기 회동부를 회전시키는 외력토크에 의해 발생된 힘을 상기 스프링으로 전달하는, 항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전달부가 상기 스프링에 전달되는 외력토크에 의해 발생된 힘은 상기 캠면의 형상에 연동되는, 항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 회동부는 상기 고정부의 외주면으로부터 소정의 간격으로 이격되어 있되, 내주면상에 상기 캠면이 함몰되도록 형성된,
    항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 회동부는 외부 출력축에 연결될 수 있는,
    항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 회동부는 상기 캠면의 형상에 의해 상기 전달부의 변위를 생성시키는,
    항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 회동부는 상기 전달부와 접촉되는 상기 캠면의 형상에 의해 항복토크를 발생시키고, 상기 전달부와 접촉되는 상기 내주면에 의해 자유회전이 가능한 것을 특징으로 하는, 항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 회동부의 내주면은 상기 전달부와의 접촉에 의해 상기 스프링의 변위를 일정하게 유지시키는, 항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 회동부는 내주면상에 돌출된 스토퍼를 더 포함하고,
    상기 스토퍼는 상기 전달부가 내주면상에 접촉하여 이루어지는 상기 회동부의 자유회전을 제한하는, 항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 항복토크는 상기 전달부가 접촉되는 상기 캠면의 형상에 따라 달라지는, 항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 제1항에 있어서,
    상기 레버의 위치(또는 회동정도)는 상기 선형모터의 변위에 의해서만 결정되는, 항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 항복토크 조절부는 항복토크 이내에서 상기 고정부와 상기 회동부의 상대적인 위치가 유지되도록 상기 스프링을 지지하는,
    항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
  24. 삭제
  25. 제1항에 있어서,
    상기 선형모터를 제어하여 실시간으로 항복토크를 변경시키는 컨트롤러;를 더 포함하는, 항복토크 조절이 가능한 토크리미터.
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