KR101454851B1

KR101454851B1 - 구동 장치 및 이를 가지는 로봇

Info

Publication number: KR101454851B1
Application number: KR1020120045674A
Authority: KR
Inventors: 김성태; 조기수
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2012-04-30
Filing date: 2012-04-30
Publication date: 2014-10-28
Also published as: KR20130122389A

Abstract

본 발명은 구동 장치 및 이를 가지는 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔드 이펙터(end effector)가 직선 운동(linear motion)하는 구동 장치 및 로봇에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 관절 유닛; 상기 제1 관절 유닛에 결합되는 제1 암 유닛; 상기 제1 암 유닛에 연결되는 제2 관절 유닛; 상기 제2 관절 유닛에 결합되는 제2 암 유닛; 상기 제1 관절 유닛과 상기 제2 관절 유닛을 연결하도록 감기는 제1 와이어; 및 상기 제1 관절 유닛과 상기 제2 관절 유닛을 연결하도록 감기되 상기 제1 와이어와 반대 방향으로 감기는 제2 와이어;를 포함하는 구동 장치가 제공될 수 있다.

Description

구동 장치 및 이를 가지는 로봇{DRIVING DEVICE AND ROBOT HAVING THE SAME}

본 발명은 구동 장치 및 이를 가지는 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔드 이펙터(end effector)가 직선 운동(linear motion)하는 구동 장치 및 로봇에 관한 것이다.

종래에 널리 사용되는 다관절 로봇은 각 관절마다 별도의 모터를 두어 각 로봇 암을 회전시킴으로써 구동되는 방식을 취하고 있었다. 그러나, 이와 같이 관절마다 각각 모터를 사용하는 경우에는 전체 로봇의 크기가 지나치게 비대해지는 단점을 가지고 있었다.

또한, 대부분의 로봇 작업에는 엔드 이펙터가 정밀하게 직선 운동을 하면서 작업을 수행하는 과정이 빈번한데, 기존과 같이 각 관절이 독립적으로 운용되는 경우에는 엔드 이펙터가 특정한 궤적을 따라 정밀하게 움직이는 동작을 구현하기 어려웠다.

이에 따라 최근에는 각 관절을 와이어로 연결하여 로봇 암을 구동하는 와이어 구동식 로봇에 관한 연구(특허문헌 1)가 이루어지고 있으나, 이는 하나의 모터로 하나의 관절을 구동하는 것에 대한 것이다.

특허문헌 1: 미국 등록 특허 제4,897,015호

본 발명의 일 과제는, 하나의 모터를 이용하여 직접 구동되는 능동형 관절(active joint) 및 와이어를 통해 능동형 관절과 연결되어 구동되는 종속 관절(passive joint)을 동시에 구동하는 장치 및 이를 가지는 로봇을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 과제는, 엔드 이펙터가 정밀하게 직선 운동하는 구동 장치 및 이를 가지는 로봇을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는, 백 래쉬 없이 동작하는 구동 장치 및 이를 가지는 로봇을 제공하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 관절 유닛; 상기 제1 관절 유닛에 결합되는 제1 암 유닛; 상기 제1 암 유닛에 연결되는 제2 관절 유닛; 상기 제2 관절 유닛에 결합되는 제2 암 유닛; 상기 제1 관절 유닛과 상기 제2 관절 유닛을 연결하도록 감기는 제1 와이어; 및 상기 제1 관절 유닛과 상기 제2 관절 유닛을 연결하도록 감기되 상기 제1 와이어와 반대 방향으로 감기는 제2 와이어;를 포함하는 구동 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어의 장력을 조절하는 장력 조절 부재;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 관절 유닛은, 상기 제1 와이어가 감기는 제2 스플 및 상기 제2 와이어가 감기는 제3 스플을 포함하고, 상기 장력 조절 부재는, 상기 제2 스플과 상기 제3 스플 중 적어도 하나를 다른 하나에 대해 상대적으로 회전시킬 수 있다.

또한, 상기 장력 조절 부재는, 상기 제2 스플과 일체로 회전하는 웜 휠 및 상기 웜 휠과 체결되고 상기 제3 스플에 설치되는 웜을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 관절 유닛은, 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어가 감기는 제1 스플을 포함하고, 상기 제1 와이어는, 상기 제1 스플에는 제1 방향으로 감기고, 상기 제2 와이어는, 상기 제1 스플에는 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 감길 수 있다.

또한, 상기 제1 와이어는, 상기 제2 스플에는 상기 제1 방향으로 감기고, 상기 제2 와이어는, 상기 제3 스플에는 상기 제2 방향으로 감길 수 있다.

또한, 상기 제1 관절 유닛에서 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어가 감기는 제1 직경과 상기 제2 관절 유닛에서 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어가 감기는 제2 직경이 상이할 수 있다.

또한, 상기 제1 직경은 상기 제2 직경의 두 배이고, 상기 제1 관절 유닛과 상기 제2 관절 유닛 간의 거리는, 상기 제2 관절 유닛과 상기 제2 암 유닛의 단부 간의 거리와 동일할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 로봇 보디; 및 상기 로봇 보디에 설치되는 로봇 암;을 포함하되, 상기 로봇 암은, 제1 암 유닛; 상기 제1 암 유닛에 연결되는 제2 암 유닛; 회전력을 출력하고, 상기 제1 암 유닛을 회전시키는 제1 관절 유닛; 상기 제2 암 유닛을 회전시키는 제2 관절 유닛; 및 상기 제1 관절 유닛 및 상기 제2 관절 유닛을 연결하도록 감기고, 상기 제1 관절 유닛으로부터 상기 제2 관절 유닛으로 회전력을 전달하되, 서로 반대 방향으로 감기는 제1 와이어 및 제2 와이어를 포함하는 와이어 유닛;을 포함하는 로봇이 제공될 수 있다.

또한, 상기 로봇 암은, 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어의 장력을 조절하는 장력 조절 부재;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 관절 유닛은, 모터, 상기 모터에 연결되고, 상기 모터에 의해 회전하여 상기 제1 암 유닛을 회전시키는 제1 샤프트 및 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어가 감기고, 고정 설치되는 제1 스플을 포함하고, 상기 제2 관절 유닛은, 상기 제1 암 유닛 및 상기 제2 암 유닛을 연결하고, 상기 제2 암 유닛을 회전시키는 제2 샤프트, 상기 제2 샤프트에 형성되고, 상기 제1 와이어가 감기고, 상기 제1 관절 유닛의 회전력을 상기 제2 샤프트로 전달하는 제2 스플 및 상기 제2 샤프트에 형성되고, 상기 제2 와이어가 감기고, 상기 제1 관절 유닛의 회전력을 상기 제2 샤프트로 전달하는 제3 스플을 포함하고, 상기 장력 조절 부재는, 상기 제2 스플과 상기 제3 스플을 서로 상대적으로 회전시킬 수 있다.

또한, 상기 제1 관절 유닛에서 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어가 감기는 직경이 상기 제2 관절 유닛에서 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어가 감기는 직경의 두 배이고, 상기 제1 관절 유닛과 상기 제2 관절 유닛의 회전축 간의 거리는, 상기 제2 관절 유닛의 회전축과 상기 제2 암 유닛의 단부 간의 거리와 동일하게 제공되고, 상기 제2 관절 유닛에는, 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어가 각각 상기 제1 관절 유닛에 감긴 방향과 동일한 방향으로 감길 수 있다.

또한, 상기 로봇 보디는, 고정되거나 또는 레일 상에 설치되는 베이스; 상기 베이스에 설치되고, 종축 회전 가능하게 제공되는 실린더; 상기 실린더의 단부에 형성되고, 상기 제1 관절 유닛이 연결되는 실린더 헤드;를 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 제1 관절 유닛의 스플과 제2 관절 유닛이 와이어를 통해 연결되어 제1 관절 유닛으로부터 제2 관절 유닛으로 회전력이 전달됨으로써, 하나의 모터만 가지고 제1 암 유닛과 제2 암 유닛을 모두 구동할 수 있다.

본 발명에 의하면, 관절 유닛들을 연결하는데 서로 반대 방향으로 감긴 한 쌍의 와이어를 이용함으로써 모터가 어느 방향으로 회전하든 회전력이 효과적으로 전달될 뿐 아니라 백 래쉬를 제거하고, 기어나 체인을 이용한 구동에 비해 마찰을 줄일 수 있다.

본 발명에 의하면, 암 유닛들의 길이와 와이어가 감기는 직경을 적절히 제공함으로써 로봇 암의 엔드 이펙터가 직선 운동을 할 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 로봇의 사시도이다.
도 2는 도 1의 로봇의 로봇 암의 사시도이다.
도 3은 도 2의 로봇 암의 정면도이다.
도 4는 도 2의 로봇 암의 제2 관절 유닛의 사시도이다.
도 5는 도 4의 제2 관절 유닛의 단면도이다.
도 6 및 도 7은 도 2의 로봇 암이 와이어 유닛에 의해 구동되는 것을 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9는 도 2의 로봇 암의 엔드 이펙터가 직선 운동하는 것을 도시한 도면이다.
도 10은 도 2의 로봇 암의 장력 조절 부재가 와이어의 장력을 조정하는 것을 도시한 도면이다.

본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것이고, 도면에 도시된 형상은 필요에 따라 본 발명의 이해를 돕기 위하여 과장되어 표시된 것이므로, 본 발명이 본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략한다.

이하에서는 본 발명에 따른 로봇(1000)에 관하여 설명한다.

본 발명에 따른 로봇(1000)은 일정한 작업공간에서 작업을 수행하는 로봇일 수 있다. 이러한 로봇(1000)의 예로는, 선박, 자동차, 반도체, 디스플레이 등을 비롯한 다양한 물건의 제조에 이용되는 산업용 로봇 또는 수술을 수행하는 의료용 로봇이 있다.

이와 달리 본 발명에 따른 로봇(1000)은 자유로이 이동하면서 작업을 수행하는 로봇일 수 있다. 이러한 로봇(1000)의 예로는 주로 수중 또는 우주공간 등과 같이 인간이 작업하기 힘든 극한 환경에서의 작업에 이용되는 원격조종로봇(teleoperated robot)이 있다.

다만, 이하의 설명에서는 편의를 위하여 일정한 공간에서 작업을 수행하는 로봇(1000)을 중심으로 설명한다. 그러나, 본 발명에 따른 로봇(1000)이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 로봇(1000)의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 로봇(1000)은 로봇 보디(1100) 및 로봇 암(1200)을 포함한다. 로봇 보디(1100)는 로봇 암(1200)을 지지하고, 로봇 암(1200)은 작업을 수행한다.

로봇 보디(1100)는 베이스(1110), 실린더(1120) 및 로드(1130)를 포함한다.

베이스(1110)는 작업공간에 설치될 수 있다. 여기서, 베이스(1110)는 작업공간의 바닥면이나 벽면에 고정되어 설치될 수 있다. 또는 베이스(1110)는 작업공간에 마련된 레일(미도시) 상에 설치되고, 레일(미도시)을 따라 이동할 수 있다.

실린더(1120)는 베이스(1110)로부터 제1 방향(x)으로 연장된다. 실린더(1120)는 제1 방향(x)으로 이동할 수 있다. 실린더(1120)는 제1 방향(x)을 축으로 회전할 수 있다. 실린더(1120)의 단부에는 실린더 헤드(1121)가 형성된다.

로드(1130)는 실린더 헤드(1121)로부터 제1 방향(x)에 수직한 제2 방향(y)으로 연장된다. 로드(1130)는 제2 방향(y)으로 이동할 수 있다. 로드(1130)의 단부에는 로봇 암(1200)이 설치된다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 암(1200)에 관하여 설명한다.

도 2는 도 1의 로봇(1000)의 로봇 암(1200)의 사시도이고, 도 3은 도 2의 로봇 암(1200)의 정면도이다.

로봇 암(1200)은 제1 관절 유닛(1210), 제1 암 유닛(1220), 제2 관절 유닛(1230), 제2 암 유닛(1240) 및 와이어 유닛(1250)을 포함한다. 제1 관절 유닛(1210)은 로봇 보디(1100)에 연결된다. 이때, 제1 암 유닛(1220)은 제1 관절 유닛(1210)에 연결되어 회전한다. 제2 관절 유닛(1230)은 제1 암 유닛(1220)과 제2 암 유닛(1240)을 연결한다. 와이어 유닛(1250)은 제1 관절 유닛(1210)과 제2 관절 유닛(1230)을 연결하도록 감기고, 제2 관절 유닛(1230)으로 회전력을 전달한다. 제2 암 유닛(1240)은 이에 따라 회전한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 관절 유닛(1210)은 모터(1211), 제1 샤프트(1212) 및 제1 스플(1213)을 포함한다.

모터(1211)는 로봇 보디(1100)의 로드(1130) 단부에 결합된다. 모터(1211)는 제2 방향(y)을 축으로 회전력을 출력한다.

제1 샤프트(1212)는 모터(1211)의 출력단에 결합된다. 제1 샤프트(1212)는 원통 형상으로 제공될 수 있다. 모터(1211)가 회전력을 출력하면 제1 샤프트(1212)는 이에 따라 회전할 수 있다. 제 1 샤프트(1212)는 제1 암 유닛(1220)에 연결되고, 모터(1211)에 의한 회전력으로 제1 암 유닛(1220)을 회전시킬 수 있다. 이하에서는 제1 샤프트(1212)의 회전축을 제1 회전축(A1)으로 지칭한다.

제1 스플(1213)은 로봇 보디(1100)의 로드(1130)의 단부에 결합된다. 도 1은 제1 스플(1213)이 모터(1211)와 인접하는 부위에 형성되는 것으로 도시하고 있으나, 제1 스플(1213)이 형성되는 위치가 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 스플(1213)은 원통 형상으로 제공된다. 제1 스플(1213)은 제1 직경(R1)을 가지도록 마련될 수 있다. 제1 스플(1213)에는 와이어 유닛(1250)의 한 쌍의 와이어들(1251, 1252) 각각의 일단이 결속되어 감긴다. 제1 스플(1213)에는 한 쌍의 와이어들(1251, 1252)이 서로 반대 방향으로 감길 수 있다. 예를 들어, 제1 와이어(1251)는 시계 방향으로 감기고, 제2 와이어(1252)는 반시계 방향으로 감길 수 있다.

모터(1211)의 회전력을 출력하면 제1 샤프트(1212)는 이에 따라 회전하지만, 제1 스플(1213)은 로드(1130)에 고정되어 회전을 하지 않는다.

제1 암 유닛(1220)은 제1 관절 유닛(1210)에 연결되고, 제1 관절 유닛(1210)에 의해 회전운동을 할 수 있다.

제1 암 유닛(1220)은 제1 링크(1225)를 포함한다. 도 1은 제1 암 유닛(1220)이 하나의 제1 링크(1225)를 포함하는 것으로 도시하고 있으나, 제1 링크(1225)는 하나 또는 복수일 수 있다.

제1 링크(1225)는 제1 샤프트(1212)에 결합된다. 제1 링크(1225)의 일단에는 제1 샤프트(1212)가 삽입되고, 제1 링크(1225)와 제1 샤프트(1212)가 서로 고정된다. 이에 따라 모터(1211)가 회전력을 출력하면 제1 링크(1225)는 제1 샤프트(1212)에 의해 제1 회전축(A1)을 중심으로 회전할 수 있다.

제1 링크(1225)의 제1 부위(1226)는 제1 샤프트(1212)와 결합된 부위로부터 제2 방향(y)에 대해 수직 방향으로 연장된다. 여기서, 제1 부위(1226)에는 제1 회전축(A1)으로부터 제1 길이(L1)인 위치에 제2 샤프트(1231)가 삽입되는 홀이 천공될 수 있다. 이때 샤프트(1231)는 베어링을 이용하여 홀에 삽입될 수 있다.

제1 링크(1225)의 제2 부위(1227)는 제1 부위(1226)의 단부에서 제2 방향(y) 또는 제2 방향(y)의 반대 방향으로 굴곡되어 소정의 길이만큼 연장될 수 있다.

제1 링크(1225)의 제3 부위(1228)는 제2 부위(1227)의 단부에서 상기 제1 링크(1225)의 일단을 향해 제2 방향(y)에 대해 상기 수직 방향으로 굴곡되어 연장될 수 있다. 여기서, 제3 부위(1228)에는 제1 회전축(A1)으로부터 제1 길이(L1)인 위치에 제2 샤프트(1231)가 삽입되는 홀이 천공될 수 있다. 이때 제2 샤프트(1231)는 베어링을 이용하여 홀에 삽입될 수 있다. 제1 링크(1225)에서 제1 부위(1226)에 형성되는 홀과 제3 부위(1228)에 형성되는 홀은 제1 회전축(A1)으로부터 동일한 방향, 동일한 거리에 위치한다.

도 4는 도 2의 로봇 암(1200)의 제2 관절 유닛(1230)의 사시도이고, 도 5는 도 4의 제2 관절 유닛(1230)의 단면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 제2 관절 유닛(1230)은 제1 암 유닛(1220)과 제2 암 유닛(1240)을 연결한다. 제1 암 유닛(1220)은 제2 관절 유닛(1230)에 대해 자유로이 회전할 수 있도록 연결되고, 제2 암 유닛(1240)은 제2 관절 유닛(1230)에 고정되도록 연결된다. 제1 암 유닛(1220)과 제2 관절 유닛(1230)은 베어링을 이용하여 결합될 수 있다.

또 제2 관절 유닛(1230)은 제1 회전축(A1)에 따라 제1 관절 유닛(1210)의 제1 스플(1213)에 연결된 와이어에 의해서 제1 링크(1225)의 구동에 따른 회전력을 전달받아 제2 암 유닛(1240)을 회전시킬 수 있다.

제2 관절 유닛(1230)은 제2 샤프트(1231), 제2 스플(1232), 제3 스플(1233) 및 장력 조절 부재(1235)를 포함한다.

제2 샤프트(1231)는 제1 링크(1225)의 제1 부위(1226)와 제3 부위(1228)의 홀에 삽입된다. 이때 제2 샤프트(1231)는 베어링을 이용하여 홀에 제2 샤프트(1231)는 제1 링크(1225)와 고정되지 않도록 연결된다. 예를 들어, 제1 링크(1225)와 제2 샤프트(1231) 사이에는 베어링이 마련될 수 있다. 이에 따라 제2 샤프트(1231)는 제1 링크(1225)에 대하여 자유롭게 회전할 수 있다. 이하에서는 제2 샤프트(1231)의 회전축을 제2 회전축(A2)으로 지칭한다.

제1 샤프트(1212)는 제1 링크(1225)의 일단에 삽입되고, 제2 샤프트(1231)는 제1 링크(1225)의 일단으로부터 제1 길이(L1)만큼의 거리에 형성되는 홀에 삽입되므로 제1 회전축(A1)과 제2 회전축(A2)은 제1 길이(L1)만큼 이격된다. 제2 샤프트(1231)는 후술할 바와 같이 제2 스플(1232) 또는 제3 스플(1233)에 통해 회전력을 전달받아 제2 회전축(A2)에 대해 회전할 수 있다.

제2 스플(1232) 및 제3 스플(1233)은 각각 원통 형상으로 제공된다. 제2 스플(1232)과 제3 스플(1233)은 동일한 직경을 가질 수 있다. 제2 스플(1232)과 제3 스플(1233)은 제2 직경(R2)을 가지도록 마련될 수 있다. 이때, 제2 직경(R2)은 제1 직경(R1)과 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 직경(R1)과 제2 직경(R2)의 비는 2:1일 수 있다. 제2 스플(1232)과 제3 스플(1233)은 장력조절부재(1235)에 의해 제2 회전축(A2)에 대해 서로 상대적으로 회전 가능하도록 제공될 수 있다.

제2 스플(1232)은 제2 샤프트(1231)에 형성된다. 제2 스플(1232)은 제2 샤프트(1231)에 고정되도록 결합될 수 있다.

제2 스플(1232)에는 제1 와이어(1251)의 타단이 결속되어 감긴다. 이에 따라 제1 암 유닛(1220)에 결합된 제2 관절 유닛(1230)은 와이어 유닛(1250)에 의해 제1 암 유닛(1220)에 종속적으로 회전 운동을 한다.

이때, 제2 스플(1232)에는 제1 와이어(1251)가 제1 스플(1213)에 감긴 것과 동일 방향으로 감긴다. 이하에서 와이어들(1251, 1252)이 제1 스플(1213)에 결속된 일단을 전단으로 정의하고 타단을 후단으로 정의하여, 전단으로부터 후단으로 감기는 방향을 와이어들(1251, 1252)이 감긴 방향으로 정의한다. 예를 들어, 제1 와이어(1251)가 제1 스플(1213)에 시계 방향으로 감긴 경우에는 제2 스플(1232)에도 시계 방향으로 감긴다. 모터(1211)에 의해 제1 샤프트(1212)가 시계 방향으로 회전하면 제1 암 유닛(1220)이 시계 방향으로 회전을 하고, 제1 스플(1213)에 감긴 제1 와이어(1251)가 제1 암 유닛(1220)의 회전에 의해 감겨진다. 이에 따라 제2 스플(1232)은 제1 와이어(1251)가 제2 스플(1232)에서 풀리면서 반시계 방향으로 회전하게 된다. 제2 스플(1232)이 회전하면 제2 샤프트(1231)가 그와 일체로 회전할 수 있다.

제3 스플(1233)은 제2 샤프트(1231)가 삽입되도록 제공된다. 제3 스플(1233)은 제2 샤프트(1231)와 고정되지 않도록 결합된다. 예를 들어, 제3 스플(1233)과 제2 샤프트(1231) 사이에는 베어링이 마련될 수 있다. 이에 따라 제3 스플(1233)은 제2 샤프트(1231)에 직접 회전력을 전달하지 아니한다.

제3 스플(1233)에는 제2 와이어(1252)의 타단이 결속되어 감긴다. 이에 따라 제1 암 유닛(1220)에 결합된 제2 관절 유닛(1230)은 와이어 유닛(1250)에 의해 제1 암 유닛(1220)에 종속적으로 회전 운동을 한다.

이때, 제3 스플(1233)에는 제2 와이어(1252)가 제1 스플(1213)에 감긴 것과 동일 방향으로 감긴다. 예를 들어, 제2 와이어(1252)가 제1 스플(1213)에 반시계 방향으로 감긴 경우에는 제3 스플(1233)에도 반시계 방향으로 감긴다. 이때, 모터(1211)에 의해 제1 샤프트(1212)가 반시계 방향으로 회전하면 제1 암 유닛(1220)이 반시계 방향으로 회전하고, 제1 스플(1213)에 감긴 제2 와이어(1252)가 제1 암 유닛(1220)의 회전에 의해 감겨진다. 이에 따라 제3 스플(1233)은 제2 와이어(1252)가 제3 스플(1233)에서 풀리면서 시계 방향으로 회전할 수 있다. 제3 스플(1233)이 회전하면 웜 기어 구조의 장력 조절 부재(1235)에 의해 결합된 제2 샤프트(1231)가 그와 일체로 회전할 수 있다.

장력 조절 부재(1235)는 와이어들(1251, 1252)의 장력을 조절한다. 또 장력 조절 부재(1235)는 제2 관절 유닛(1230)의 제2 스플(1232)과 제3 스플(1233)이 일체로 회전하도록 이들을 결합시키는 역할을 한다. 예를 들어, 장력 조절 부재(1235)는 웜 기어(worm gear) 구조로 제공될 수 있다.웜 기어 구조의 장력 조절 부재(1235)는 웜 휠(worm wheel, 1236) 및 웜(1237)을 포함한다.

웜 휠(1236)은 원형의 기어로, 웜 휠(1236)에는 그 원주를 따라 나사 모양의 기어 이빨이 형성된다. 웜 휠(1236)은 제2 샤프트(1231)와 제2 스플(1232)에 고정되도록 결합된다. 이때 웜 휠(1236)은 회전축이 제2 샤프트(1231)의 회전축과 일치하도록 설치된다. 이에 따라 웜 휠(1236), 제2 샤프트(1231) 및 제2 스플(1232)은 제2 회전축(A2)에 따라 일체로 회전할 수 있다.

웜(1237)에는 그 길이 방향에 비스듬한 방향으로 나선 기어(helical gear)가 형성된다. 또 웜(1237)의 일측에는 그 길이방향에 따라 연장되는 손잡이(1238)가 연결된다. 손잡이(1238)로 회전력이 가해지면 웜(1237)이 제3 회전축(A3)에 따라 회전할 수 있다.

웜(1237)은 제3 스플(1233)의 측면에 결합된다. 이때 웜(1237)은 제3 회전축(A3)에 대해서는 회전 가능하도록 설치된다. 예를 들어, 제3 스플(1233)의 측면에는 각각 웜(1237)이 삽입되는 홀이 중공된 한 쌍의 브라켓이 설치되고, 웜(1237)은 브라켓의 홀에 삽입되어 설치된다. 이때 웜(1237)은 브라켓의 홀에 고정되지 않고 제3 회전축(A3)에 따라 회전하는 것이 가능하도록 설치된다. 브라켓의 홀과 웜(1237) 사이에는 베어링이 배치될 수 있다.

이러한 구조에 의하면, 제3 스플(1233)이 회전하면 웜(1237)의 몸통 자체는 제2 회전축(A2)을 따라 회전하며, 이와 별개로 손잡이(1238)에 회전력이 가해지면 웜(1237)은 제3 회전축(A3)에 따라 회전할 수 있다.

웜 휠(1236)과 웜(1237)은 그 회전축이 서로 교차하지 않고, 직각을 이루도록 체결된다. 이에 따라 웜(1237)이 제3 회전축(A3)에 따라 회전하면 웜 휠(1236)이 제2 회전축(A2)에 따라 회전할 수 있다. 예를 들어, 웜(1237)의 손잡이(1238)에 회전력이 가해지면, 웜(1237)과 웜 휠(1236)은 각각의 회전축을 따라 회전할 수 있다.

다만, 웜 휠(1236)과 웜(1237) 간에는 서로 기어 이빨의 결합으로 인해 손잡이(1238)를 통해 회전력이 가해지지 않는 이상 웜 휠(1236)과 웜(1237)은 체결된 상태를 유지하며, 서로 상대적으로 회전운동을 하지 않는다. 다시 말해 손잡이(1238)를 통해 전달되는 회전력이 없는 상태에서는 웜 휠(1236)과 웜(1237)은 제2 회전축(A2)을 따라 일체로 회전할 수 있다. 웜 휠(1236)은 제2 샤프트(1231) 및 제2 스플(1232)과 일체로 회전하고, 웜(1237)은 그 몸통 자체가 제3 스플(1233)의 측면에 결합되어 있으므로, 결과적으로 손잡이(1238)를 통해 회전력이 전달되지 않는 상황에서는 제2 샤프트(1231), 제2 스플(1232), 제3 스플(1233)은 웜(1237) 기어 구조를 통해 제2 회전축(A2)에 따라 일체로 회전할 수 있다.

장력 조절 부재(1235)는 와이어의 장력을 조절할 수 있다. 손잡이(1238)를 통해 웜(1237)에 회전력이 가해지면, 웜(1237)은 제3 회전축(A3)에 따라 회전하고 이에 따라 웜 휠(1236)이 제2 회전축(A2)에 따라 회전을 한다. 이에 따라 웜 휠(1236)과 결합된 제2 스플(1232)과, 웜(1237)과 결합된 제3 스플(1233)이 상대적으로 회전을 하게 된다.

예를 들어, 장력 조절 부재(1235)에 의해 제2 스플(1232)이 제1 와이어(1251)가 감기는 방향으로 제3 스플(1233)에 대해 상대적으로 회전하면 제1 와이어(1251)의 장력이 증가된다. 또 제2 스플(1232)과 제3 스플(1233)은 웜 휠(1236)과 웜(1237)에 의해 결합되어 있으므로, 힘의 평형을 유지하기 위해 제3 스플(1233)에 감긴 제2 와이어(1252)의 장력도 제2 스플(1232)에 감긴 제1 와이어(1251)의 장력과 동일하게 유지된다.

다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 제2 암 유닛(1240)은 제2 관절 유닛(1230)에 연결되고, 제2 관절 유닛(1230)에 의해 회전운동을 할 수 있다.

제2 암 유닛(1240)은 제2 링크(1241) 및 엔드 이펙터(1242)를 포함할 수 있다.

제2 링크(1241)는 제2 샤프트(1231)에 결합된다. 제2 링크(1241)의 일단에는 제2 샤프트(1231)가 삽입되고, 제2 링크(1241)와 제2 샤프트(1231)가 서로 고정된다. 이에 따라 제2 링크(1241)는 제2 샤프트(1231)에 의해 제2 회전축(A2)을 중심으로 회전할 수 있다.

엔드 이펙터(1242)는 제2 링크(1241)의 단부에 설치된다. 엔드 이펙터(1242)로는 다양한 장비가 이용될 수 있다. 예를 들어, 산업용 용접 로봇인 경우에는 엔드 이펙터(1242)로 용접기가 이용될 수 있다. 다른 예를 들어, 탐사용 수중 로봇인 경우에는 로봇핸드, 그립퍼(gripper) 또는 각종 센서장비가 엔드 이펙터(1242)로 이용될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 의료용 수술 로봇인 경우에는 매스 등의 수술도구가 엔드 이펙터(1242)로 이용될 수 있다. 엔드 이펙터(1242)의 종류가 상술한 예로 한정되는 것은 아니다.

와이어 유닛(1250)은 한 쌍의 와이어들(1251, 1252)을 포함한다. 한 쌍의 와이어들(1251, 1252)은 제1 관절 유닛(1210)의 제1 스플(1213)과 제2 관절 유닛(1230)을 연결하며 제1 암 유닛(1220)에 가해지는 회전력을 제2 관절 유닛(1230)으로 전달한다. 이에 따라 제2 암 유닛(1240)이 종속적으로 구동할 수 있다.

이처럼 와이어 유닛(1250)이 서로 반대 방향으로 감김에 따라 제1 암 유닛(1220)이 제1 회전축(A1)에 따라 시계 방향이나 반시계 방향으로 회전하더라도 제2 관절 유닛(1230)으로 회전력을 전달할 수 있다.

와이어 유닛(1250)이 제1 관절 유닛(1210)에 감기는 직경과 제2 관절 유닛(1230)에 감기는 직경이 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 와이어들(1251, 1252)은 제1 스플(1213)에는 제1 직경(R1)으로 감기고, 제2 스플(1232)과 제3 스플(1233)에는 제2 직경(R2)으로 감긴다. 이때, 제1 직경(R1)과 제2 직경(R2)의 크기의 비는 2:1일 수 있다.

제1 회전축(A1)과 제2 회전축(A2) 간의 거리(L1)와, 제2 회전축(A2)으로부터 엔드 이펙터(1242)의 단부(E)까지의 거리(L2)가 일치하고, 제1 직경(R1)과 제2 직경(R2)이 2:1의 비를 가지고, 또 와이어들(1251, 1252)이 제1 관절 유닛(1210)과 제2 관절 유닛(1230)에서 서로 다른 방향으로 감기므로, 결과적으로 엔드 이펙터(1242)의 단부(E)는 직선 운동을 수행할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 로봇(1000)은 제어기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제어기(미도시)는 신호를 받아 정보를 처리하고 이에 따라 로봇(1000)의 다른 구성요소를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어기(미도시)는 모터(1211)의 출력을 제어하여 전체적인 로봇 암(1200)의 동작을 조작할 수 있다. 다른 예를 들어, 제어기(미도시)는 실린더(1120)를 회전 또는 승강시키거나 로드(1130)를 움직이기 위한 제어신호를 송출하여 이들 구성요소의 동작을 조절할 수 있다.

제어기(미도시)는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다.

하드웨어적으로 제어기(미도시)는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 마이크로콘트롤러(micro-controllers), 마이크로프로세서(microprocessors)나 이들과 유사한 제어기능을 수행하는 전기적인 장치로 구현될 수 있다.

또 소프트웨어적으로 제어기(미도시)는 하나 이상의 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어코드 또는 소프트웨어어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어는 하드웨어적으로 구현된 제어부에 의해 실행될 있다. 또 소프트웨어는 서버 등의 외부기기로부터 상술한 하드웨어적인 구성으로 송신됨으로써 설치될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 로봇(1000)이 와이어 구동 방식에 따라 동작하는 것에 관하여 설명한다.

로봇 암(1200)은 모터(1211)의 회전력을 제1 관절 유닛(1210)의 제1 샤프트(1212)에 전달해 제1 암 유닛(1220)을 회전시키고, 또 제1 관절 유닛(1210)의 제1 스플(1213)에 감긴 와이어 유닛(1250)을 통해 제2 관절 유닛으로 회전력이 전달되어 제2 암 유닛(1240)을 회전시킬 수 있다.

도 6 및 도 7은 도 2의 로봇 암(1200)이 와이어 유닛(1250)에 의해 구동되는 것을 도시한 도면이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상술한 바와 같이 와이어 유닛(1250)은 제1 관절 유닛(1210)의 제1 스플(1213)과 제2 관절 유닛(1230)을 연결하도록 감길 수 있다. 즉, 제1 와이어(1251)는 일단이 제1 스플(1213)에 결속되고, 타단이 제2 스플(1232)에 결속된다. 제2 와이어(1252)는 일단이 제1 스플(1213)에 결속되고, 타단이 제3 스플(1233)에 결속된다.

또한, 한 쌍의 와이어들(1251, 1252)은 제1 스플(1213)에서 서로 반대 방향으로 감긴다. 제1 와이어(1251)는 제1 스플(1213)에서 시계 방향으로 감기고, 제2 와이어(1252)는 제1 스플(1213)에서 반시계 방향으로 감길 수 있다.

또한, 각각의 와이어들(1251, 1252)은 제1 관절 유닛(1210)의 제1 스플(1213)과 제2 관절 유닛(1230)에서 서로 동일 방향으로 감긴다. 제1 스플(1213)에서 시계 방향으로 감긴 제1 와이어(1251)는 제2 스플(1232)에서도 시계 방향으로 감긴다. 제1 스플(1213)에서 반시계 방향으로 감긴 제2 와이어(1252)는 제3 스플(1233)에서도 반시계 방향으로 감긴다.

도 6을 참조하면, 모터(1211)가 시계 방향의 회전력을 출력한다. 이에 따라 제1 암 유닛(1220)이 시계 방향으로 회전하며 제1 와이어(1251)가 제1 암 유닛(1220)의 회전에 의해 제1 스플(1213)에 감겨진다. 이에 따라 제2 스플(1232)은 제1 와이어(1251)가 풀리는 방향, 즉 반시계 방향으로 회전하게 된다. 이에 따라 제2 스플(1232)과 일체를 이루는 제2 샤프트(1231)가 반시계 방향으로 회전을 한다.

또한 제2 샤프트(1231)와 일체를 이루는 웜 휠(1236)이 반시계 방향으로 회전하고, 윔(1237) 휠에 체결된 웜(1237)이 웜 휠(1236)의 원주를 따라 회전하고, 웜 휠(1236)이 연결된 제3 스플(1233)이 반시계 방향으로 회전한다. 이에 따라 제2 와이어(1252)는 제3 스플(1233)에 감기도록 당겨지고, 제1 스플(1213)에서는 풀리게 된다.

따라서, 제1 암 유닛(1220)은 제1 관절 유닛(1210)의 제1 샤프트(1212)에 의해 제1 회전축(A1)에 따라 시계 방향으로 회전하고, 제2 암 유닛(1240)은 제2 관절 유닛(1230)에 의해 제2 회전축(A2)에 따라 반시계 방향으로 회전한다.

도 7을 참조하면, 모터(1211)가 반시계 방향의 회전력을 출력한다. 이에 따라 제1 암 유닛(1220)이 반시계 방향으로 회전하며 제2 와이어(1252)가 제1 암 유닛(1220)의 회전에 의해 제1 스플(1213)에 감겨진다. 이에 따라 제3 스플(1233)은 제2 와이어(1252)가 풀리는 방향, 즉 시계 방향으로 회전하게 된다. 제3 스플(1233)에 연결된 웜(1237)이 웜 휠(1236)의 원주를 따라 회전하고, 웜(1237)은 제2 회전축(A2)에 따라 시계 방향으로 회전하게 된다. 이에 따라 웜(1237)과 일체를 이루는 제2 샤프트(1231)가 시계 방향으로 회전을 한다.

따라서, 제1 암 유닛(1220)은 제1 관절 유닛(1210)의 제1 샤프트(1212)에 의해 제1 회전축(A1)에 따라 반시계 방향으로 회전하고, 제2 암 유닛(1240)은 제2 관절 유닛(1230)에 의해 제2 회전축(A2)에 따라 시계 방향으로 회전한다.

이처럼 로봇 암(1200)은 모터(1211)의 회전에 따라 제1 암 유닛(1220)과 제2 암 유닛(1240)을 구동시킬 수 있다. 또한 제1 관절 유닛(1210)에서 제2 관절 유닛(1230)으로 회전력을 전달할 때 그 회전방향이 시계 방향이든 반시계 방향이든 한 쌍의 와이어(1251, 1252) 중 어느 하나는 항상 장력을 유지하면서 당겨지기 때문에 제2 관절 유닛(1230)에서 양 방향 구동이 가능하며 백 래쉬가 일어나지 않을 수 있다.

한편, 로봇 암(1200)이 이처럼 구동될 때, 엔드 이펙터(1242)는 직선 운동을 할 수 있다.

도 8 및 도 9는 도 2의 로봇 암(1200)의 엔드 이펙터(1242)가 직선 운동하는 것을 도시한 도면이다.

상술한 바와 같이 제1 암 유닛(1220)과 제2 암 유닛(1240)은 서로 반대 방향으로 회전을 한다. 이때 예를 들어, 제1 스플(1213)에 와이어들(1251, 1252)이 감긴 제1 직경(R1)과 제2 스플(1232) 및 제3 스플(1233)에 와이어들(1251, 1252)이 감긴 제2 직경(R2)의 비가 2:1이고, 제1 관절 유닛(1210)의 제1 스플(1213)과 제2 관절 유닛(1230)에 와이어가 감긴 방향이 서로 동일한 경우에는, 제1 암 유닛(1220)의 회전각에 대해 제2 암 유닛(1240)의 회전각은 크기는 2배이고, 방향은 반대가 된다. 즉 제1 암 유닛(1220)의 회전각인 제1 회전각(θ1)과 제2 암 유닛(1240)의 회전각인 제2 회전각(θ2)의 비는 1:-2로 된다.

또, 이때 제1 암 유닛(1220)에서 제1 회전축(A1)과 제2 회전축(A2) 간의 제1 길이(L1)와 제2 암 유닛(1240)에서 제2 회전축(A2)과 엔드 이펙터(1242)의 단부(E) 간의 제2 거리가 동일하다면, 엔드 이펙터(1242)의 단부(E)는 중심선(M)을 따라 직선 운동을 하게 된다. 여기서, 중심선(M)은 제1 회전축(A1)과 엔드 이펙터(1242)의 단부(E)를 연결하는 가상의 직선이다.

구체적으로 도 9를 참조하면, 제1 암 유닛(1220)이 제1 회전각(θ1)만큼 회전하면, 중심선(M)으로부터 제2 회전축(A2)까지의 거리는 Sin θ1이다. 이때, 제2 관절 유닛(1230)이 제2 회전각(θ2)만큼 회전하면, 제2 회전축(A2)으로부터 엔드 이펙터(1242)의 단부(E)까지 중심선(M)에 수직인 방향에 따른 거리는 Sin(θ2-θ1)이 된다. 여기서, 제2 회전각(θ2)은 제1 회전각(θ2)의 반대 방향으로 2배의 크기를 가지므로 결국 중심선(M)으로부터 제2 회전축(A2)까지의 거리와 중심선(M)에 수직인 방향에 대한 제2 회전축(A2)으로부터 엔드 이펙터(1242)의 단부(E)까지의 거리는 회전각도의 크기와 무관하게 동일하게 된다. 따라서, 엔드 이펙터(1242)의 단부(E)는 회전각도와 무관하게 중심선(M) 상에서 직선 운동을 하게 된다.

이하에서는 본 발명에 따른 로봇(1000)에서 와이어의 장력을 조절하는 방법에 관하여 설명한다.

도 10은 도 2의 로봇 암(1200)의 장력 조절 부재(1235)가 와이어의 장력을 조정하는 것을 도시한 도면이다.

장력 조절 부재(1235)는 와이어의 장력을 조절할 수 있다.

구체적으로 손잡이(1238)로 회전력이 입력되면, 이에 따라 웜(1237)과 웜 휠(1236)이 상대적으로 회전 운동하여 제2 스플(1232)과 제3 스플(1233)이 상대적으로 회전하고 결과적으로 와이어들(1251, 1252)이 당겨지거나 풀리면서 장력이 조절될 수 있다.

예를 들어, 상대적인 운동을 하므로 제2 스플(1232) 및 제3 스플(1233) 중 제3 스플(1233)이 고정되어 있다고 가정한다.

도 10을 참조하면, 웜(1237)이 반시계 방향으로 회전하면, 웜 휠(1236), 제2 샤프트(1231) 및 제2 스플(1232)이 제2 회전축(A2)에 따라 시계 방향으로 회전한다. 제1 와이어(1251)는 제2 스플(1232)에 감기면서 장력이 증가한다. 또 제2 스플(1232)과 제3 스플(1233)은 웜 휠(1236)과 웜(1237)에 의해 결합되어 있으므로, 힘의 평형을 유지하기 위해 제3 스플(1233)에 감긴 제2 와이어(1252)의 장력도 제2 스플(1232)에 감긴 제1 와이어(1251)의 장력과 동일하게 유지된다.

상술한 설명에서는 제3 스플(1233)이 고정된 것으로 가정하였으나, 제3 스플(1233) 대신 제2 스플(1232)이 고정되거나 또는 모두 고정되지 않아도 무방하다. 이런 경우에도 장력 조절 부재(1235)에 의해 장력이 조절되는 원리는 유사하다.

예를 들어, 제1 스플(1213)이 고정되어 있다고 가정한다.

다시 도 10을 참조하면, 웜(1237)이 반시계 방향으로 회전하면, 웜(1237)과 웜 휠(1236)이 서로 힘을 받는다. 이에 따라 웜 휠(1236)에 연결된 제2 스플(1232)과 웜(1237)에 연결된 제3 스플(1233)이 상대적으로 회전운동을 한다. 제2 스플(1232)은 제3 스플(1233)에 대해 시계 방향으로 회전하고, 제3 스플(1233)은 제2 스플(1232)에 대해 반시계 방향으로 회전한다.

이때 제1 스플(1213)이 고정되어 있으므로, 제2 스플(1232)이 시계 방향으로 회전하면 제2 스플(1232)에 제1 와이어(1251)가 더 감긴다. 마찬가지로 제3 스플(1233)이 반시계 방향으로 회전하면 제3 스플(1233)에 제2 와이어(1252)가 더 감긴다. 와이어들(1251, 1252)은 제2 스플(1232)과 제3 스플(1233)에 더 감기므로 장력이 증가할 수 있다.

이처럼 장력 조절 부재(1235)를 이용하면 와이어 유닛(1250)의 장력을 조절할 수 있다. 또한 장력이 조절된 후 웜(1237)이 손잡이(1238)를 통해 회전력을 전달받지 않는 한 웜(1237)과 웜 휠(1236) 간의 기어 이빨에 의한 결합에 의해 웜(1237)과 웜 휠(1236)이 서로 고정된 상태를 유지하므로 와이어 유닛(1250)이 풀리는 현상이 일어나지 않아 와이어들(1251, 1252)의 장력이 유지될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1000: 로봇
1100: 로봇 보디
1200: 로봇 암
1210: 제1 관절 유닛
1211: 모터 1212: 제1 샤프트 1213: 제1 스플
1220: 제1 암 유닛
1230: 제2 관절 유닛
1231: 제2 샤프트 1232: 제2 스플 1233: 제3 스플
1235: 장력 조절 부재 1236: 웜 휠 1237: 윔
1240: 제2 암 유닛
1250: 와이어 유닛 1251: 제1 와이어 1252: 제2 와이어

Claims

제1 관절 유닛;
상기 제1 관절 유닛에 결합되는 제1 암 유닛;
상기 제1 암 유닛에 연결되는 제2 관절 유닛;
상기 제2 관절 유닛에 결합되는 제2 암 유닛;
상기 제1 관절 유닛과 상기 제2 관절 유닛을 연결하도록 감기는 제1 와이어; 및
상기 제1 관절 유닛과 상기 제2 관절 유닛을 연결하도록 감기되 상기 제1 와이어와 별개로 제공되어 상기 제1 와이어와 반대 방향으로 감기는 제2 와이어;를 포함하는
구동 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어의 장력을 조절하는 장력 조절 부재;를 더 포함하는
구동 장치.
제2 항에 있어서,
상기 제2 관절 유닛은, 상기 제1 와이어가 감기는 제2 스플 및 상기 제2 와이어가 감기는 제3 스플을 포함하고,
상기 장력 조절 부재는, 상기 제2 스플과 상기 제3 스플 중 적어도 하나를 다른 하나에 대해 상대적으로 회전시키는
구동 장치.
제3 항에 있어서,
상기 장력 조절 부재는, 상기 제2 스플과 일체로 회전하는 웜 휠 및 상기 웜 휠과 체결되고 상기 제3 스플에 설치되는 웜을 포함하는
구동 장치.
제3 항에 있어서,
상기 제1 관절 유닛은, 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어가 감기는 제1 스플을 포함하고,
상기 제1 와이어는, 상기 제1 스플에 제1 방향으로 감기고,
상기 제2 와이어는, 상기 제1 스플에 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 감기는
구동 장치.
제5 항에 있어서,
상기 제1 와이어는, 상기 제2 스플에 상기 제1 방향으로 감기고,
상기 제2 와이어는, 상기 제3 스플에 상기 제2 방향으로 감기는
구동 장치.
제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 관절 유닛에서 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어가 감기는 제1 직경과 상기 제2 관절 유닛에서 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어가 감기는 제2 직경이 상이한
구동 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제1 직경은 상기 제2 직경의 두 배이고,
상기 제1 관절 유닛과 상기 제2 관절 유닛 간의 거리는, 상기 제2 관절 유닛과 상기 제2 암 유닛의 단부 간의 거리와 동일한
구동 장치.
로봇 보디; 및 상기 로봇 보디에 설치되는 로봇 암;을 포함하되,
상기 로봇 암은,
제1 암 유닛;
상기 제1 암 유닛에 연결되는 제2 암 유닛;
회전력을 출력하고, 상기 제1 암 유닛을 회전시키는 제1 관절 유닛;
상기 제2 암 유닛을 회전시키는 제2 관절 유닛; 및
상기 제1 관절 유닛 및 상기 제2 관절 유닛을 연결하도록 감기고, 상기 제1 관절 유닛으로부터 상기 제2 관절 유닛으로 회전력을 전달하되, 서로 반대 방향으로 감기는 제1 와이어 및 상기 제 1 와이어와 별개로 제공되는 제2 와이어를 포함하는 와이어 유닛;을 포함하는
로봇.
제9 항에 있어서,
상기 로봇 암은, 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어의 장력을 조절하는 장력 조절 부재;를 더 포함하는
로봇.
제10 항에 있어서,
상기 제1 관절 유닛은,
모터;
상기 모터에 연결되고, 상기 모터에 의해 회전하여 상기 제1 암 유닛을 회전시키는 제1 샤프트; 및
상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어가 감기고, 고정 설치되는 제1 스플을 포함하고,
상기 제2 관절 유닛은,
상기 제1 암 유닛 및 상기 제2 암 유닛을 연결하고, 상기 제2 암 유닛을 회전시키는 제2 샤프트;
상기 제2 샤프트에 형성되고, 상기 제1 와이어가 감기고, 상기 제1 관절 유닛의 회전력을 상기 제2 샤프트로 전달하는 제2 스플 및
상기 제2 샤프트에 형성되고, 상기 제2 와이어가 감기고, 상기 제1 관절 유닛의 회전력을 상기 제2 샤프트로 전달하는 제3 스플을 포함하고,
상기 장력 조절 부재는, 상기 제2 스플과 상기 제3 스플을 서로 상대적으로 회전시키는
로봇.
제11 항에 있어서,
상기 장력 조절 부재는, 상기 제2 스플과 일체로 회전하는 웜 휠 및 상기 웜 휠과 체결되고 상기 제3 스플에 설치되는 웜을 포함하는
로봇.
제9 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 관절 유닛에서 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어가 감기는 직경이 상기 제2 관절 유닛에서 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어가 감기는 직경의 두 배이고,
상기 제1 관절 유닛과 상기 제2 관절 유닛의 회전축 간의 거리는, 상기 제2 관절 유닛의 회전축과 상기 제2 암 유닛의 단부 간의 거리와 동일하게 제공되고,
상기 제2 관절 유닛에는, 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어가 각각 상기 제1 관절 유닛에 감긴 방향과 동일한 방향으로 감기는
로봇
제9 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로봇 보디는,
고정되거나 또는 레일 상에 설치되는 베이스;
상기 베이스에 설치되고, 종축 회전 가능하게 제공되는 실린더;
상기 실린더의 단부에 형성되고, 상기 제1 관절 유닛이 연결되는 실린더 헤드;를 포함하는
로봇.