KR101490217B1 - Joint structure for articulated robot - Google Patents

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KR101490217B1
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KR
South Korea
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driven
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link
shaft
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KR20130137324A
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조정산
박병윤
박상덕
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한국생산기술연구원
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Abstract

The present invention relates to a joint structure for an articulated robot, which can change a shape from a linear shape to a curved shape through multiple joints including fingers of a human and the tail, neck, etc. of an animal. The joint structure comprises: a frame where a driving rotary shaft is installed in the middle part of a longitudinal direction in order to receive rotational force by being connected with a first connecting member from a driving unit placed at the other end thereof, and where a driven rotary shaft is installed at one end thereof in order to interlock with the driving rotary shaft by being connected with a second connecting member; a link whose the other end is hinged at the driven rotary shaft, and which includes a fixating pin at an eccentric position toward the other side in a width direction among the other end part; a cam which is fixated to the driving rotary shaft, and includes a hinge pin at an eccentric position toward one side in the width direction of the frame; and an elastic member which is hinged at the fixating pin and the hinge pin in order to support a gap therebetween, can bend toward the other side by compression force in the longitudinal direction, and can be restored to the original status by releasing the compression force. Therefore, the joint structure for an articulated robot can be easily manufactured and can reduce the manufacturing costs thereof, by operating in a finger structure through interlocking among links connected by multiple joints driven by the operation of one or two actuators in order to reduce the number of necessary components compared to the operating range and length thereof.

Description

다관절 로봇의 관절구조{JOINT STRUCTURE FOR ARTICULATED ROBOT}[0001] JOINT STRUCTURE FOR ARTICULATED ROBOT [0002]

본 발명은 다관절 로봇의 관절구조에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 인 간의 손가락이나 동물의 꼬리, 목 등의 다관절로 직선 형상과 만곡 형상 사이의 형 상 변화가 가능하도록 하는 다관절 로봇의 관절구조에 관한 것이다. [0001] The present invention relates to a joint structure of a multi-joint robot, and more particularly, to a joint of a multi-joint robot for allowing a shape change between a linear shape and a curved shape by multi-joints such as a finger or an animal's tail, Structure.

일반적으로 로봇은 전자기적인 힘을 이용하여 인간이나 동물들과 같은 동작을 수행하는 장치로서, 특징 장소에서의 필요한 동작 구현을 위해 산업 전반에 걸쳐 많은 연구와 발전을 거듭하고 있다. Generally, robots are devices that perform the same actions as human beings or animals by using electromagnetic force. Many researches and developments have been carried out throughout the industry to realize the required operation at the characteristic places.

특히, 다관절 로봇은, 인체의 어깨, 팔꿈치, 손목 및 손가락의 각 마디 등과 같이, 복수의 관절 부위를 이용하여 제한된 공간에서 비교적 자유롭게 특징 동작을 수행할 수 있도록 한 것으로 인간에게 있어 위험하거나 그 작업을 수행하기 어려운 경우 인간을 대신하도록 도입되고 있으며, 그 대표적인 예로서 머니퓰레이터(manupulator) 등이 있다. Particularly, the articulated robot is capable of performing a characteristic motion relatively freely in a limited space using a plurality of joints, such as the shoulders, elbows, wrists and fingers of a human body, It is introduced to substitute for a human, and a representative example thereof is a manupulator.

여기서는, 상술한 다관절 로봇 중 인간의 손과 같이 대상 물체를 파지하거나 특정 대상물을 손가락의 동작과 같이 조작할 수 있도록 하는 다관절 로봇의 관절구조에 대하여 살펴보기로 한다. Here, a joint structure of the articulated robot will be described in which the articulated robot described above can grasp a target object such as a human hand or manipulate a specific object like a finger.

이렇게 인간의 손가락과 같은 동작을 구현하기 위한 다관절 로봇의 종래 기술 중 하나는, 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0029833호(이하, '선행기술'이라 함)가 개시된 바 있다. One of the prior arts of the articulated robot for realizing such a human finger-like operation is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2003-0029833 (hereinafter referred to as "prior art").

이러한 선행기술은, 과거 가동축마다 액추에이터를 배치해야 했던 것으로부터 관절구조가 복잡하고, 소형화가 어렵고, 제작 비용이 많이 소요되던 것을 복수의 링크와 각 링크 내의 홀수 개수로 구비된 기어들의 맞물림을 통해 구동하게 하여 해결하고자 한 것이다. This prior art has a problem in that it is necessary to arrange the actuators in each of the past moving axes so that the joint structure is complicated, the miniaturization is difficult, and the manufacturing cost is large, So as to solve the problem.

그러나, 위의 선행기술은, 구성 부품 수가 많아 일정 길이 구간에 대하여 기 어의 연결 수와 그 크기 등이 제한되는 문제가 있었다. However, the above prior art has a problem in that the number of connections and the size of gears are limited in a certain length section due to a large number of components.

또한, 선행기술은 다관절 로봇의 동작 범위 내에서 장애물에 의한 회전 반력이 발생한 경우 회전축의 기어 회전을 자유롭도록 클러치 기구를 구비하고 있으나 장애물의 해지시에는 형상 복원이 쉽지 않을 뿐 아니라 형상 복원을 위한 무리한 힘의 동작과정을 다시 필요로 하는 등의 문제가 있다. In addition, although the prior art has a clutch mechanism that freely rotates the gears of the rotary shaft when a reaction force of rotation due to an obstacle is generated within the operation range of the articulated robot, it is not easy to restore the shape when the obstacle is terminated, There is a problem that the operation process of excessive force is required again.

대한민국 공개특허공보 제10-2003-0029833호Korean Patent Publication No. 10-2003-0029833

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 다관절로 이루어진 각 구성들이 손가락의 움직임 구조의 직선형 상과 만곡 형상으로 굴절될 수 있도록 함에 있어서, 동작 범위와 그 길이 대비 구성 수를 줄이도록 함과 동시에 소망하는 동작이 하나 또는 두 개로 이루어진 소수의 액추에이터에 의해 이루어지도록 하는 다관절 로봇의 관절구조를 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide an artificial limb that can be refracted in a linear shape and a curved shape of a movement structure of a finger, And the desired number of actuators is made up of one or two actuators. The present invention also provides a joint structure of a jointed-arm robot.

또한, 본 발명의 다른 목적은 장애물에 대응하여 형상 변형이 자유롭도록 하고, 별도의 동력이 없이 장애물의 해제에 대하여 원래 형상으로의 복원이 용이하게 이루어지도록 하는 다관절 로봇의 관절구조를 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a joint structure of a jointed-arm robot that allows shape deformation corresponding to an obstacle to be freely deformed, and restoration of the original shape to an unlocked state without any additional power .

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다관절 로봇의 관절구조는, 타단에 구비된 구동유닛으로부터 제 1 연결부재로 연결되어 회전력을 제공받는 주동 회전축이 상기 구동유닛과 일단 사이에 설치되고, 일단 부위에 상기 주동 회전축과 제 2 연결부재로 연결되어 연동하는 종동 회전축이 설치된 프레임; 타단 부위가 상기 종동 회전축에 힌지로 연결되고, 타단 부위 중 폭 방향 타 측으로 편심된 위치에 고정핀을 구비한 링크; 상기 주동 회전축에 고정되고, 상기 프레임의 폭 방향 일측으로 편심된 위치에 힌지핀을 구비한 캠; 및 상기 고정핀과 힌지핀에 힌지 연결되어 이들 사이 간격을 지탱하고, 길이 방 향에 대한 압축력에 의해 타측으로의 굽힘 변형이 가능하며, 압축력의 해제에 의해 원래의 상태로 복원되는 탄성부재;를 포함하여 구성된다. In order to achieve the above object, a joint structure of a jointed-arm robot according to the present invention is characterized in that a main rotation axis, which is connected from a drive unit provided at the other end to a first link member and is provided with a rotational force, A frame having a driven rotation shaft connected to the main rotation axis and the second connection member and interlocked with the main rotation axis; A link having the other end connected to the driven rotary shaft by a hinge and the fixed pin disposed at a position eccentric to the other end in the width direction of the other end; A cam fixed to the main rotation shaft and having a hinge pin at a position eccentric to one side in the width direction of the frame; And an elastic member hinged to the fixing pin and the hinge pin to support an interval therebetween and capable of bending deformation to the other side by a compressive force against the longitudinal direction and being restored to its original state by releasing the compressive force; .

바람직하게, 상기 링크의 일단 부위에 제 1 종동 회전축을 더 설치하며, 상기 종동 회전축과 제 1 종동 회전축들은 제 2 연결부재로 상호 연동하게 연결하며, 상기 캠, 탄성부재, 링크 및 제 2 연결부재의 연결로 이루어진 단위 구성이 상기 제 2 종동 회전축에 하나 이상 반복되는 형상으로 연속 연결될 수 있다. Preferably, a first driven rotation shaft is further provided at one end of the link, the driven rotation shaft and the first driven rotation shafts are connected to each other by a second linking member interlockingly, and the cam, the elastic member, May be continuously connected to the second driven rotation shaft in a shape repeated one or more times.

바람직하게, 상기 구동유닛은 두 개로 실린더 로드를 갖는 공압 또는 유압의 실린더로 구성하고, 상기 제 1 연결부재는 길이를 갖는 와이어, 밴드, 체인, 타이밍벨트 중 어느 하나의 구성으로 구성될 수 있다. Preferably, the driving unit is constituted by a pneumatic or hydraulic cylinder having two cylinder rods, and the first connecting member may be constituted of any one of a wire, a band, a chain and a timing belt having a length.

바람직하게, 상기 제 1 연결부재의 중간 부위가 상기 주동 회전축의 측면을 감싸는 형상으로 설치되고, 상기 제 1 연결부재의 양단은 대응하는 각각의 상기 실린더로드에 연결되어 이루어질 수 있다. Preferably, an intermediate portion of the first linking member may be provided to surround the side surface of the main rotation axis, and both ends of the first linking member may be connected to the respective corresponding cylinder rods.

바람직하게, 상기 제 1 연결부재가 체인 또는 타이밍벨트인 것에 대응하여 상기 제 1 회전축에는 상기 제 1 연결부재에 대응하는 스프로킷 휠 또는 기어를 더 구비하여 이루어질 수 있다. Preferably, the first connecting member is a chain or a timing belt, and the first rotating shaft further includes a sprocket wheel or gear corresponding to the first connecting member.

바람직하게, 상기 구동유닛은 서보모터로 구성하고, 상기 제 1 연결부재는 상기 주동 회전축과 상기 서보모터의 모터축을 감싸는 고리 형상의 와이어, 밴드, 체인, 타이밍벨트 중 어느 하나로 구성될 수 있다. Preferably, the driving unit is constituted by a servomotor, and the first connecting member may be formed of any one of an annular wire, a band, a chain and a timing belt surrounding the main axis of rotation and the motor axis of the servomotor.

바람직하게, 상기 제 1 연결부재가 체인 또는 타이밍벨트인 것에 대응하여 상기 주동 회전축과 상기 서보모터의 모터축에는 상기 제 1 연결부재에 대응하는 스프로킷 휠 또는 기어를 더 구비하여 이루어질 수 있다. Preferably, the first connecting member is a chain or a timing belt, and the motor shaft of the main rotating shaft and the servomotor may further include a sprocket wheel or gear corresponding to the first connecting member.

바람직하게, 상기 제 1 연결부재는 가이드 블록에 안내되어 전후진 가능한 래크로 구성하고, 상기 구동유닛은 상기 래크에 대응하는 피니언을 구비한 서보모터 또는 상기 래크의 타단에 연결되는 유압실린더로 구성하고, 상기 주동 회전축에는 상기 래크에 대응하는 피니언이 설치되어 이루어질 수 있다. Preferably, the first linking member is guided by a guide block to constitute a rack capable of moving forward and backward, and the drive unit comprises a servo motor having a pinion corresponding to the rack, or a hydraulic cylinder connected to the other end of the rack And a pinion corresponding to the rack may be provided on the main rotation shaft.

바람직하게, 상기 프레임에는 상기 캠에 구비된 상기 힌지핀의 단부가 삽입되고, 그 회전 반경의 일부인 윈호 형상을 이루는 스토퍼가 형성되어 이루어질 수 있다. Preferably, the frame is formed with a stopper having an end portion of the hinge pin provided on the cam and having a winch shape that is a part of the radius of rotation.

바람직하게, 상기 프레임에는 상기 캠에 구비된 상기 힌지핀의 단부가 삽입되고, 그 회전 반경의 일부인 윈호 형상을 이루는 스토퍼가 형성되되, 상기 스토퍼는 연속 연결되는 상기 각 단위 구성에서 상기 캠의 힌지핀에 대응하여 형성될 수 있다. Preferably, the frame is provided with a stopper having an end portion of the hinge pin provided in the cam, the stopper having a winch shape that is a part of a radius of rotation thereof. The stopper is connected to the hinge pin As shown in FIG.

바람직하게, 상기 탄성부재는 판 스프링 또는 선 스프링일 수 있다. Preferably, the elastic member may be a leaf spring or a line spring.

바람직하게, 상기 제 1, 2 연결부재가 설치되는 상기 주동 회전축과 종동 회전축에는 풀 리를 더 구비하여 이루어질 수 있다. Preferably, the main rotating shaft and the driven rotating shaft, on which the first and second connecting members are installed, may further comprise pulleys.

이와 같이 본 발명의 구성에 따르면, 하나 또는 두 개의 액추에이터의 구동에 의해 복수의 관절로 연결된 링크들이 연동하여 손가락 구조로 동작이 이루어지므로 동작 범위와 그 길이 대비 필요한 구성의 개수가 줄어 제작이 용이할 뿐 아니라 제작 비용을 줄이는 효과가 있다. As described above, according to the structure of the present invention, since the links connected to the plurality of joints are operated by the operation of one or two actuators, the operation is performed with the finger structure, As well as reducing manufacturing costs.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다관절 로봇의 관절구조의 구성과 이들 구성의 결합관계를 설명하기 위한 부분 분해 사시도이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1의 다관절 로봇의 관절구조에서 각부 구성의 배치관 계와 그 연결관계 및 그에 따른 동작관계를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 도 1의 다관절 로봇의 관절구조를 이루는 각 구성의 배치 및 연결관 계에 대한 측면 단면도이다.
도 4는 도 2a에서 주동 회전축과 종동 회전축 사이의 동력 전달관계 구성 및 이들 구성에 따른 작용 관계를 설명하기 위한 부분 절취 평면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 1에 도시된 구동유닛의 다양한 적용 예를 설명하기 위한 계통도이다. FIG. 1 is a partial exploded perspective view for explaining a joint structure of a jointed-arm robot according to an embodiment of the present invention and a coupling relationship of the joints.
FIGS. 2A to 2C are plan views for explaining the arrangement relationship of the respective components in the articulated structure of the articulated robot of FIG. 1, the connection relationship thereof, and the operation relationship therebetween.
Fig. 3 is a side sectional view of the arrangement and connection system of each structure constituting the joint structure of the articulated robot of Fig. 1; Fig.
FIG. 4 is a partially cutaway plan view for explaining the power transmission relationship between the main rotation shaft and the driven rotation shaft in FIG. 2A and the operation relationship according to these structures. FIG.
5A to 5C are schematic diagrams for explaining various application examples of the drive unit shown in Fig.

본 명세서 및 청구범위에서 사용하는 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석될 것이 아니라, '발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방 법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다'는 원칙에 입각하여 적용한 것이고, 이에 따라 여기서 사용하는 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. The terms and words used in the present specification and claims should not be construed to be limited to ordinary or dictionary meanings, but the inventor should properly define the concept of the term to describe its invention in the best possible way. And the terms and words used herein should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

또한, 본 발명의 설명에 있어서, 일단 방향이라 함은 본 발명의 구성들이 연결됨에 있어서 다른 구성들 대비 제 3 링크가 연결되는 말단 방향을 가리키고, 타단 방향이라 함은 본 발명의 구성들이 연결됨에 따른 다른 구성들 대비 프레임이 연결되는 방향을 가리켜 말하며, 이들 각 방향은 제 3 링크 또는 프레임 등 각 구 성 내에서도 적용된다. In the description of the present invention, the term "one-direction" refers to a direction of a distal end to which a third link is connected with respect to other configurations when the configurations of the present invention are connected, and the term " Refers to the direction in which the frames are connected relative to other configurations, and these directions also apply within each configuration, such as the third link or frame.

그리고, 본 발명의 설명에 있어서, 일측 방향이라 함은 본 발명의 각 구성들이 길이를 갖는 것으로 이루어질 때 폭 방향 중간을 기준으로 하여 굽어지는 방향을 가리켜 말하고, 그 반대 방향을 타측 방향이라 하여 설명하기로 한다. In the description of the present invention, the term "one direction" refers to a direction of bending with respect to the middle in the width direction when each constitution of the present invention is made to have a length, and the opposite direction is referred to as the other direction .

더불어 각 구성에 대한 도면 부호는 동일 또는 동일 범주의 기능을 하는 구성에 대하여 동일한 부호를 부여하여 설명하고, 이들에 대해 세분이 필요한 경우 각각에 대하여 타단에서 일단 방향으로의 배열 순서에 따라 차수를 부여하고, 이들 각각에 대한 부호에 소문자 알파벳을 더 부여하는 것으로 구분하여 설명하기로 한다. In addition, the reference numerals for the respective components are given the same reference numerals for the components having the same or the same category, and when the subdivisions are necessary, the degree is assigned according to the arrangement order from the other end to the one end direction And assigning lower-case alphabetic characters to each of these codes.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 살펴보기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일실시예에 따른 다관절 로봇의 관절구조는, 도 1 내지 도 5c에 도시한 바와 같이, 일정 길이를 갖는 프레임(10)과 이 프레임(10)의 일단으로부터 연속된 체인 형식으로 연결되는 복수의 링크(28, 28a, 28b)들과 링크(28, 28a, 28b)들이 공유하는 주동 회전축(16)과 종동 회전축(20, 20a, 20b)들을 회전시키는 구동유닛(12)과 주동 회전축(16)과 종동 회전축(20, 20a, 20b)들을 기준으로 회전하는 캠(24, 24a, 24b) 및 캠(24, 24a, 24b)과 링크(28, 28a, 28b) 사이를 연결하는 탄성부재(32, 32a, 32b)를 포함한 각 구성들의 연결로 이루어진다. 1 to 5C, a joint structure of a jointed-arm robot according to an embodiment of the present invention includes a frame 10 having a predetermined length, A drive unit 12 for rotating the main rotary shaft 16 and the driven rotary shafts 20, 20a, 20b shared by the links 28, 28a, 28b and the plurality of links 28, 28a, 24a and 24b and the links 28, 28a and 28b, which rotate about the driven rotary shafts 20, 20a and 20b, and the cams 24, 24a and 24b, (32, 32a, 32b).

먼저, 상술한 프레임(10)은, 도 2a에 도시한 바와 같이, 내구성을 갖는 재질로 이루어지고, 프레임(10)의 타단 부위에는 구동유닛(12)이 설치되며, 구동유 닛(12)에서 프레임(10)의 일단에 이르는 사이의 중간 부위에는 구동유닛(12)으로부 터 제 1 연결부재(14)로 연결되어 회전력을 제공받는 주동 회전축(16)이 설치된다. 2A, the frame 10 is made of a material having durability, the drive unit 12 is provided at the other end of the frame 10, and the drive unit 12 A main rotating shaft 16 connected to the driving unit 12 by the first connecting member 14 and provided with a rotational force is provided at an intermediate portion between the ends of the frame 10.

여기서, 상술한 구동유닛(12)의 설치관계는, 도 l 내지 도 5c에 도시한 바와 같이, 프레임(10)의 타단 부위에 설치되는 구성으로 표현되고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 주동 회전축(16)으로부터 타단 방향에서 프레임(10)으로부터 독립되어 또 다른 연결수단으로 연결되는 구동유닛으로 구성될 수 있다. Here, the installation relationship of the drive unit 12 described above is shown as being provided on the other end of the frame 10 as shown in Figs. 1 to 5C, but the present invention is not limited thereto, 16 from the frame 10 by another connecting means independent of the frame 10 in the other end direction.

또한, 본 발명에 있어서, 구동유닛(12)은 제 1 연결부재(14)를 통해 주동 회전축(16)의 회전각을 제어하기 위한 것이다. Further, in the present invention, the drive unit 12 is for controlling the rotation angle of the main rotary shaft 16 through the first connecting member 14. [

이러한 구동유닛(12)과 주동 회전축(16) 및 이들을 연결하는 제 1 연결부 재(14) 사이의 연결관계 구성 중 그 일예는, 제 1 연결부재(14)를 이미 설계된 길 이의 와이어, 체인, 타이밍벨트 중 하나로 구성하고, 이 제 1 연결부재(14)의 중간 부위가 주동 회전축(16)의 측부를 감싸는 형태로 있도록 할 때, 구동유닛(12)을 도 5a에 도시한 바와 같이, 제 1 연결부재(14)의 양단에 각각 설치되는 두 개의 공압 또는 유압 실린더(12a, 12b)를 구비한 것으로 하여 공압 또는 유압 실린더(12a, 12b)의 신축 구동이 상호 엇박자로 이루어지도록 제어하는 것으로 이루어질 수 있다. One example of the connection relationship between the drive unit 12 and the main rotation shaft 16 and the first connection member 14 connecting them is that the first connection member 14 is connected to a wire, The drive unit 12 is configured to be in the form of one of the first connection member 14 and the second connection member 14. When the intermediate portion of the first connection member 14 is configured to surround the side of the main rotation axis 16, And two pneumatic or hydraulic cylinders 12a and 12b provided at both ends of the member 14 so as to control the expansion and contraction of the pneumatic or hydraulic cylinders 12a and 12b to be made up of each other .

이에 대한 다른 예는, 도 5b에 도시한 바와 같이, 상술한 구동유닛(12)을 프 레임(10)의 타단 부위에는 주동 회전축(16)에 대응하여 모터축(S)을 갖는 서보모 터(12c)로 구성하고, 제 1 연결부재(14)를 와이어, 밴드, 체인, 타이밍벨트 중 하 나로 이루어진 고리 형상의 것을 구성하여 제 1 연결부재(14)로 하여금 주동 회전 축(6)과 서보모터(12c)의 모터축(S)을 감싸는 형태로 설치하여 연동하게 하는 것으로 이루어질 수 있다. As another example of this, as shown in Fig. 5B, the above-mentioned drive unit 12 is mounted on the other end portion of the frame 10 with a servomotor (not shown) having a motor shaft S corresponding to the main rotary shaft 16 And the first connecting member 14 is constituted by one of wire, band, chain, and timing belt so that the first connecting member 14 is connected to the main rotating shaft 6 and the servo- And the motor shaft (S) of the motor shaft (12c) so as to be interlocked with each other.

그리고, 위의 또 다른 예는, 도 5c에 도시한 바와 같이 제 1 연결부재(14) 를 길이를 갖는 래크(36)와 이를 슬라이딩 안내하는 가이드 블록(40)으로 구성하고, 구동유닛(12)을 래크(36)와 연동하는 제 1 피니언(38a)을 구비한 서보모터(도시 안 됨)의 모터축(S) 또는 도면에 도시하지 않았으나 래크(36)의 타단에 연결되어 신축 구동하는 공압 또는 유압 실린더로 구성하고, 주동 회전축(16)에는 래크(36)에 대응하는 제 2 피니언(38b)이 설치된 구성으로 이루어질 수 있다. 5C, the first linking member 14 is composed of a rack 36 having a length and a guide block 40 for slidingly guiding the rack 36, and the drive unit 12, (Not shown) of a servomotor (not shown) having a first pinion 38a interlocked with a rack 36 or a pneumatic or hydraulic actuator connected to the other end of the rack 36 And a second pinion 38b corresponding to the rack 36 is provided on the main rotary shaft 16. The second pinion 38b corresponds to the rack 36,

이러한 구동유닛(12)과 주동 회전축(16) 및 이들을 연결하는 제 1 연결부 재(14) 사이에 대한 연결관계의 각 실시예에서, 제 1 연결부재(14)가 체인 또는 타이밍벨트로 이루어진 경우, 이에 대응하는 주동 회전축(16) 또는 모터축(S)에는 체인 또는 타이밍벨트에 대응하는 스프로킷 휠 또는 기어를 구비될 수 있고, 또 제 1 연결부재(14)가 와이어 또는 밴드 등으로 구성될 경우, 이에 대응하는 주동 회전 축(16) 또는 모터축(S)에는 회전 변위와 관련하여 설계되는 직경의 풀리(34a, 34b) 등을 더 구비할 수 있음은 당연한 것이다. In each embodiment of the connection relationship between the drive unit 12 and the main rotation shaft 16 and the first connection member 14 connecting them, when the first connection member 14 is made of a chain or a timing belt, The sprocket wheel or the gear corresponding to the chain or the timing belt may be provided on the main rotating shaft 16 or the motor shaft S corresponding thereto and if the first connecting member 14 is constituted by a wire or a band, It is obvious that the main rotating shaft 16 or the motor shaft S corresponding thereto may further include pulleys 34a and 34b having a diameter designed in relation to the rotational displacement.

또한, 제 1 연결부재(14)가 와이어 또는 밴드 등으로 구성될 경우, 주동 회전축(16)과 모터축(S) 등에는 이미 설계된 직경을 갖는 풀리(34a, 34b)를 더 구비토록 하여 이루어질 수 있다. When the first connecting member 14 is constituted by a wire or a band, the main rotating shaft 16, the motor shaft S and the like can be provided with further designed pulleys 34a and 34b having diameters have.

그리고, 위의 각 실시예 이외에도 주동 회전축(16)의 회전각을 제어하기 위 한 구동유닛과 제 1 연결부재의 연결 구성에 대하여 다양한 유형이 적용될 수 있다. In addition to the above embodiments, various types can be applied to the connection structure of the driving unit and the first connecting member for controlling the rotational angle of the main rotary shaft 16.

한편, 주동 회전축(16)에는 프레임(10)의 폭 방향 일측으로 편심된 위치에 힌지핀(22)을 구비한 캠(24)이 고정 설치되고, 프레임(10)의 일단 부위에는 상술한 주동 회전축(16)과 제 2 연결부재(18)로 연결되어 연동하여 회전하는 종동 회전 축(20)이 설치된다. On the other hand, a cam 24 having a hinge pin 22 is fixed to the main rotation axis 16 at a position eccentric to one side in the width direction of the frame 10, and at one end of the frame 10, And a driven rotation shaft 20 connected to the first linking member 16 and the second linking member 18 so as to rotate together is provided.

또한, 힌지핀(22)의 일단에 대응하는 프레임(10) 상에는, 힌지핀(22)의 일단 이 일정 깊이로 삽입되며 주동 회전축(16)의 회전에 따라 회전하는 방향으로 길이를 갖는 원호 형상의 흠 또는 홀로 이루어진 스토퍼(26)가 형성되고, 이 스토 퍼(26)는 힌지핀(22)을 통해 캠(24)의 회전각 범위를 제한한다. On the frame 10 corresponding to one end of the hinge pin 22, an arcuate shape having a length in a direction in which one end of the hinge pin 22 is inserted at a certain depth and is rotated in accordance with the rotation of the main rotation shaft 16 A stopper 26 made of a blemish or a hole is formed and the stopper 26 limits the range of rotation angle of the cam 24 through the hinge pin 22. [

그리고, 프레임(10)의 일단 부위에는, 종동 회전축(20)을 기준으로 회전 가 능한 길이를 갖는 링크(28)의 타단이 힌지 연결되고, 이 링크(28)의 타단 부위에는 그 폭 방향 타측으로 편심된 위치에 고정핀(30)이 구비된다. The other end of the link 28 having a rotatable length with respect to the driven rotary shaft 20 is hingedly connected to one end of the frame 10 and the other end of the link 28 is connected to the other end in the width direction And a fixing pin 30 is provided at an eccentric position.

더불어 고정핀(30)과 힌지핀(22)에는, 도 2a 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 이들을 잇는 형상의 탄성부재(32)의 각 단부가 힌지로 연결된다. As shown in Figs. 2A to 4, the fixing pin 30 and the hinge pin 22 are hingedly connected to the respective ends of the elastic member 32 connecting the fixing pin 30 and the hinge pin 22, respectively.

이러한 탄성부재(32)는, 고정핀(30)과 힌지핀(22) 사이의 간격을 지탱할 뿐 아니라 길이 방향에 대한 압축력, 즉, 고정핀(30)과 힌지핀(22) 사이 간격을 축소하는 방향으로 압력이 작용할 경우, 탄성부재(32)의 형상이 프레임(10)의 폭 방향 중 타측 방향으로 굽어지게 변형되는 관계에 있다. The elastic member 32 not only supports the gap between the fixing pin 30 and the hinge pin 22 but also reduces the compressive force in the longitudinal direction, that is, the distance between the fixing pin 30 and the hinge pin 22 The shape of the elastic member 32 is deformed so as to bend in the other direction of the width direction of the frame 10. In this case,

또한, 탄성부재(32)는, 고정핀(30)과 힌지핀(22) 사이 간격에 대한 압축력이 해제될 경우 원래의 형상으로 복원되려는 탄성력을 갖는다. Further, the elastic member 32 has an elastic force to restore its original shape when the compression force on the gap between the fixing pin 30 and the hinge pin 22 is released.

이러한 탄성부재(32)는, 고정핀(30)과 힌지핀(22) 사이를 연결하는 띠 형상으로 폭 방향이 고정핀(30)과 힌지핀(22)의 길이 방향과 나란한 판 스프링 또는 선 스프링으로 구성함이 바람직하다. The resilient member 32 has a strip shape that connects between the fixing pin 30 and the hinge pin 22 and has a width direction parallel to the longitudinal direction of the fixing pin 30 and the hinge pin 22, .

여기서, 탄성부재(32)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 고정핀(30)과 힌지핀(22) 사이의 간격 이상의 길이로 제작하여 고정핀(30)과 힌지핀(22) 사이에서 타측 방향으로 만곡 형상을 이루도록 설치함으로써 고정핀(30)과 힌지핀(22) 사이에 대한 압축력(E)에 대한 탄성 복원되려는 성질의 반발력(R)으로 그 사이의 간격을 지탱하게 할 수 있다. 4, the elastic member 32 is formed to have a length equal to or longer than the distance between the fixing pin 30 and the hinge pin 22, and the elastic member 32 is provided between the fixing pin 30 and the hinge pin 22, The gap between the fixing pin 30 and the hinge pin 22 can be supported by the repulsive force R that is desired to be elastically restored to the compressive force E between the fixing pin 30 and the hinge pin 22. [

이때, 고정핀(30)과 힌지핀(22) 사이에 대한 압축력(E)이 탄성부재(32)의 반발력(R) 이상으로 작용하게 되면, 탄성부재(32)는 도 4에 표시된 화살표 'A' 방향으로 굽어지고, 상술한 압축력(E)이 해제될 경우의 탄성부재(32)는 탄성 복원하려는 반발력(R)에 의해 도 4에 표시된 화살표 'B' 방향으로 그 형상이 복원되는 과정을 갖는다. At this time, if the compressive force E between the fixing pin 30 and the hinge pin 22 acts more than the repulsive force R of the elastic member 32, the elastic member 32 is moved in the direction of arrow A ' 'And the elastic member 32 when the above-mentioned compressive force E is released has a process of restoring its shape in the direction of arrow' B 'shown in FIG. 4 by the repulsive force R to be elastically restored .

또한, 탄성부재(32)는, 고정핀(30)과 힌지핀(22) 사이에 하나 이상의 복수 개수로 설치될 수 있고, 또 비록 도면에 도시하지는 않았으나, 고정핀(30)과 힌지핀(22)에 각각 힌지 연결되는 만곡을 이루는 링크 형상으로 중간 부위에 코일 스프링 등의 탄성 재질을 이용하여 상술한 압축력(E)에 대해 타측 방향으로의 굽힘이 가능하고, 압축력(E)의 해제시에 탄력적으로 원상 복원되게 하는 다양한 형태의 것 등을 적용할 수 있음은 당연하다 할 것이다. The elastic member 32 may be provided in a plurality of one or more numbers between the fixing pin 30 and the hinge pin 22 and the fixing pin 30 and the hinge pin 22 The elastic member is made of an elastic material such as a coil spring, and can bend in the other direction with respect to the above-mentioned compressive force E, and when the compression force E is released, It should be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments.

그리고, 탄성부재(32)는, 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 주동 회전축(16)과 종동 회전축(20) 사이를 기준으로 프레임(10) 폭의 일측에서 타측으로 기울어진 배치를 이루는 것으로 표현되었으나, 이는, 연결되는 링크(28)의 회전 방향을 결정하기 위한 것으로, 필요에 따라서는 캠(24)의 힌지핀(22)과 링크(28)의 고정 핀(30) 설치 위치가 다르게 설계 및 형성됨에 대응하여 그 배치가 변경될 수 있다. As shown in Figs. 1 to 4, the elastic member 32 is disposed at a position inclined from one side of the width of the frame 10 to the other side with reference to a space between the main rotation axis 16 and the driven rotation axis 20 The hinge pin 22 of the cam 24 and the mounting position of the fixing pin 30 of the link 28 are different from each other Its arrangement can be changed corresponding to design and formation.

한편, 링크(28)의 일단 부위에는 제 1 종동 회전축(20a)과 이를 힌지 연결관 계로 공유하는 제 1 링크(28a)의 타단 부위가 연결 설치된다. On the other hand, the other end of the first link 28a is connected to the first driven rotary shaft 20a at one end of the link 28, which is shared by the first driven rotary shaft 20a.

또한, 링크(28)의 양단에 각각 설치되는 종동 회전축(20)과 제 1 종동 회전 축(20a)은, 상호 제 2 연결부재(18a)로 연결되어 상호 연동하여 회전하며, 이들 중 종동 회전축(20)은 제 1 종동 회전축(20a)에 있어서 회전 동력을 제공하는 주동 회전축의 기능을 한다. The driven rotary shaft 20 and the first driven rotary shaft 20a provided at both ends of the link 28 are connected to each other by a second linking member 18a and rotate together with each other. 20 function as a main rotation axis for providing rotational power in the first driven rotation shaft 20a.

이와 같이, 주동 회전축 기능을 하는 종동 회전축(20)에는, 도 2a와 도 2b에 도시한 바와 같이, 링크(28)의 폭 방향 일측으로 편심된 위치에 제 1 힌지핀(22a) 을 구비한 제 1 캠(24a)이 설치되고, 제 1 힌지핀(22a)에 대응하는 링크(28)의 타 단 부위에는 제 1 힌지핀(22a)이 삽입된 상태로 제 1 캠(24a)의 회전각 범위를 제 한하는 원호 형상의 제 1 스토퍼(26a)가 형성된다. As shown in Figs. 2A and 2B, the driven rotary shaft 20 serving as the main rotary shaft is provided with the first hinge pin 22a at a position eccentric to one side in the width direction of the link 28, And the first hinge pin 22a is inserted into the other end of the link 28 corresponding to the first hinge pin 22a so that the rotation angle range of the first cam 24a The first stopper 26a having an arc shape is formed.

또한, 제 1 링크(28a)의 타단 부위 중 폭 방향 중심을 기준으로 한 타측으로 편심된 위치에는, 제 1 고정핀(30a)이 형성되고, 상술한 제 1 힌지핀(22a)과 제 1 고정핀(30a)에는 제 1 탄성부재(32a)의 양단 부위가 각각 힌지로 연결된다. The first fixing pin 30a is formed at a position eccentric to the other side of the other end of the first link 28a with respect to the widthwise center of the first link 28a and the first hinge pin 22a and the first fixing Both ends of the first elastic member 32a are hingedly connected to the pin 30a.

이상의 구성에서 살펴본 바와 같이, 도 2a에서 도 2b로의 진행은, 구동유 닛(12)의 구동에 의해 주동 회전축(16)에 고정된 캠(24)이 회전하고, 이로부터 힌 지핀(22)의 회전 변위(D)로 인해 탄성부재(32)가 고정핀(30)을 밀어냄에 따라 종동 회전축(20)을 회전 중심으로 하는 링크(28)가 회전하여 프레임(10)에 대하여 굴절되는 관계를 이룬다. 2A to 2B, the cam 24 fixed to the main rotation axis 16 rotates by driving the driving unit 12, and the cam 24 fixed to the main rotation axis 16 rotates, As the elastic member 32 pushes the fixing pin 30 due to the rotational displacement D, the link 28 rotating around the driven rotary shaft 20 rotates and is deflected relative to the frame 10 It accomplishes.

또한, 위의 주동 회전축(16)에 대하여 제 2 연결부재(18a)로 연결된 종동 회전축(20)이 연동하여 회전함에 따라 제 1 힌지핀(22a)을 포함한 제 1 캠(24a)의 회전과 제 1 힌지핀(22a)과 제 1 고정핀(30a) 사이 간격을 지지하는 제 1 탄성부재(32a)가 제 1 링크(28a)를 밀어냄으로써 제 1 링크(28a)는 제 1 종동 회전축(20a)을 회전 중심으로 하여 링크(28)의 길이 방향에 대하여 다시 굴절되는 관계를 이룬다. The rotation of the first cam 24a including the first hinge pin 22a and the rotation of the first cam 24a including the first hinge pin 22a as the driven rotation shaft 20 connected to the main rotation axis 16 by the second linking member 18a are rotated, The first elastic member 32a for supporting the gap between the first hinge pin 22a and the first fixing pin 30a pushes the first link 28a so that the first link 28a is rotated by the first driven rotation shaft 20a, With respect to the longitudinal direction of the link 28 with the center of rotation as the center of rotation.

따라서, 종동 회전축(20)은 프레임(10)과 링크(28) 사이의 관절을 이루고, 제 1 종동 회전축(20a)은 링크(28)와 제 1 링크(28a) 사이의 관절을 이루고, 상술한 스토퍼(26)와 제 1 스토퍼(26a)는 원호 형상의 길이로 대응하는 캠(24)과 제 1 캠(24)의 회전각을 제한하게 됨에 따라 프레임(10)에 대한 링크(28)의 굴절각과 링크(28)에 대한 제 1 링크(28a)의 굴절각을 제한한다. Thus, the driven rotary shaft 20 forms the joint between the frame 10 and the link 28, the first driven rotary shaft 20a forms the joint between the link 28 and the first link 28a, The stopper 26 and the first stopper 26a are arranged in a circular arc so that the angle of rotation of the cam 24 and the first cam 24 is limited, And the angle of refraction of the first link (28a) with respect to the link (28).

더불어, 제 1 링크(28a)의 일단에는, 링크(28)에 대한 제 1 링크(28a)의 연결구성과 마찬가지로, 제 2 종동 회전축(20b), 제 2 연결부재(18b), 제 2 링크(28b), 제 2 캠(24b), 제 2 탄성부재(32b) 및 제 2 스토퍼(26b)로 이루어진 하나 이상의 단위 구성이 연속하여 반복되는 형식으로 연결되고, 제 1 링크(28a)에 대한 제 2 링크(28b)의 굴절 또한 동일한 형식으로 연동하게 된다. In addition, at one end of the first link 28a, a second driven rotary shaft 20b, a second connecting member 18b, and a second link 28b are provided, similarly to the connection structure of the first link 28a to the link 28 28b, the second cam 24b, the second elastic member 32b and the second stopper 26b are connected in a continuous and repeated manner, and the second and third elastic members 32b, The refraction of the link 28b also works in the same manner.

뿐만 아니라, 도 1에 도시한 바와 같이, 제 2 링크(28b)의 일단에 제 3 종동 회전축(20c)과 제 2 연결부재(18c)를 포함한 위의 연결관계의 단위 구성을 더 연결할 수 있음은 당연하다고 할 것이다. In addition, as shown in FIG. 1, it is possible to further connect the unit structure of the above connection including the third driven rotation axis 20c and the second linking member 18c to one end of the second link 28b It would be natural.

한편, 상술한 구성에 있어서, 제 2 연결부재(18, 18a, 18b)들은, 주동 회전축(16)과 종동 회전축(20) 또는 종동 회전축(20)과 제 1 종동 회전축(20a) 및 제 1 종동 회전축(20a)과 제 2 종동 회전축(20b)을 각각 연결하여 상호 연동하여 회전하게 하는 구성으로서, 와이어, 밴드, 체인 및 타이밍벨트 중 선택된 어느 하나가 각각의 사이에 독립적으로 설치되거나 선택된 둘 이상의 것이 병행 설치될 수 있다. The second connecting members 18, 18a and 18b are connected to the main rotary shaft 20 or the driven rotary shaft 20 and the first driven rotary shaft 20a and the first driven rotary shaft 20a, A structure in which the rotating shaft 20a and the second driven rotary shaft 20b are connected to each other to rotate them in cooperation with each other is characterized in that any one selected from a wire, a band, a chain, and a timing belt is independently installed, Can be installed in parallel.

또한, 상술한 주동 회전축(16), 종동 회전축(20), 제 1, 2 종동 회전축(20a, 20b)에는 상술한 제 1 연결부재(14)와 제 2 연결부재(18, 18a, 18b)에 대응하여 회전력 전달의 변화를 갖도록 하기 위해서는 단차(C) 부위를 형성하거나 또는 풀리(34c)를 더 구비하는 것으로 각 관절 부위에서의 회전각을 다르게 변화시킬 수 있다. The first connecting member 14 and the second connecting members 18, 18a and 18b described above are formed on the main rotating shaft 16, the driven rotating shaft 20, and the first and second driven rotating shafts 20a and 20b, In order to have a change in rotational force transmission corresponding thereto, a stepped portion (C) is formed or a pulley (34c) is further provided so that the rotational angle at each joint portion can be changed differently.

그리고, 구동유닛(12)의 일정한 구동으로부터 각 관절 부위에서의 굴절각도의 조절은, 도 4에 도시한 바와 같이, 주동 회전축(16) 또는 상대적으로 그 역할을 수행하는 다른 종동 회전축(20, 20a, 20b)에 대한 힌지핀(22)의 편심 정도(d, d')와 주동 회전축(16) 또는 상대적으로 그 역할을 수행하는 다른 종동 회전축(20, 20a, 20b)의 중심을 기준으로 프레임(10) 또는 링크(28)의 길이 방향에 대한 힌지핀(22, 22a, 22b)과 고정핀(30, 30a, 30b)이 이루는 편심각(θ, θ')의 선택에 의해서도 변화할 수 있다. 4, the adjustment of the angle of refraction at each joint from the constant drive of the drive unit 12 is performed by the main rotation axis 16 or other driven rotation axes 20 and 20a 20b of the hinge pin 22 relative to the center of the main rotation axis 20 and the center of the main rotation axis 16 or the other driven rotation axis 20, 20a, 20b, 30 'formed by the hinge pins 22, 22a, 22b and the fixing pins 30, 30a, 30b with respect to the longitudinal direction of the link 28 as shown in FIG.

이상에서 살펴본 다관절 로봇의 관절구조를 이루는 각 구성으로부터 그 작동 관계에 대하여 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 살펴보기로 한다. The operation of the articulated robot will now be described with reference to FIGS. 2A to 2C.

먼저, 구동유닛(12)을 제어하여 도 2a의 평면도에서 보는 바와 같이, 제 1 연결부재(14)로 연결된 주동 회전축(16)을 시계 방향으로 회전시키면, 제 2 연결부 재(18, 18a, 18b)들로 연결된 각각의 종동 회전축(20, 20a, 20b)들이 동시에 연동 하여 동일한 방향으로 회전한다. First, as shown in the plan view of FIG. 2A by controlling the drive unit 12, when the main rotation axis 16 connected to the first connection member 14 is rotated clockwise, the second connection members 18, 18a, 18b 20a, 20b connected to each other simultaneously rotate in the same direction.

이때, 주동 회전축(16)과 종동 회전축(20)과 제 1 종동 회전축(20a)에 고정된 각각의 캠(24, 24a, 24b)들이 회전하고, 이 캠(24, 24a, 24b)들의 각 힌지핀(22, 22a, 22b)에 연결된 탄성부재(32, 32a, 32b)들은 상대 측인 일단 방향에 있는 각각 대응하는 고정핀(30, 30a, 30b)을 밀어내어 각 관절부를 이루는 종동 회전축(20, 20a, 20b)으로부터 연결된 각 링크(28, 28a, 28b)들이 만곡 형상으로 굽어진다. At this time, each of the cams 24, 24a, 24b fixed to the main rotary shaft 16, the driven rotary shaft 20 and the first driven rotary shaft 20a rotates, and the respective hinges of the cams 24, 24a, The elastic members 32,32a and 32b connected to the pins 22,22a and 22b push the corresponding fixing pins 30,30a and 30b in the one end direction which are opposite to each other and rotate the driven rotary shafts 20, The links 28, 28a, and 28b connected to the links 20a and 20b are bent in a curved shape.

이때, 각 링크(28, 28a, 28b)들은, 각각이 영향을 받는 스토퍼(26, 26a, 26b)의 일단 방향 단부에 각각 대응하는 힌지핀(22, 22a, 22b)들이 닿게 됨에 따라 더 이상 굽어지지 않게 된다. At this time, as each of the links 28, 28a, 28b comes into contact with the hinge pins 22, 22a, 22b respectively corresponding to the ends of one end of the affected stoppers 26, 26a, 26b, .

이러한 동작 구성에 있어서, 도 2c에 도시한 바와 같이, 각 링크(28, 28a, 28b)들의 동작 범위 내에 장애물(O)이 놓인 경우, 이 장애물(O)에 접촉하여 그 회 전의 저항을 받는 링크(28)는 종동 회전축(20)으로부터 회전하지 못하지만, 고정 핀(30)과 힌지핀(22) 사이에 있는 탄성부재(32)는 힌지핀(22)의 변위(D)만큼 압축 됨에 의해 더욱 굽어지고, 링크(28)의 일단으로부터 반복적으로 연결되는 제 1 링크(28a)와 제 2 링크(28b)는 종동 회전축(20)과 제 1 종동 회전축(20a)의 회전에 의해 해당 관절부위에서 굽은 형상으로 동작하게 된다. In this operation configuration, when the obstacle O is placed in the operating range of each link 28, 28a, 28b, as shown in Fig. 2C, The elastic member 32 between the fixing pin 30 and the hinge pin 22 is compressed by the displacement D of the hinge pin 22, The first link 28a and the second link 28b which are repeatedly connected from one end of the link 28 are bent in a shape bent on the corresponding joint portion by rotation of the driven rotary shaft 20 and the first driven rotary shaft 20a .

한편, 각 링크(28, 28a, 28b)들이 굽은 형상에서 구동유닛(12)이 반대로 구 동하게 되면, 각 링크(28, 28a, 28b)들은 각각이 영향을 받는 스토퍼(26, 26a, 26b)의 타단 방향 단부에 각각 대응하는 힌지핀(22, 22a, 22b)들이 닿을 때까지 그 형상이 펼쳐지게 된다. On the other hand, when the drive unit 12 is reversely driven in the bent shape of each link 28, 28a, 28b, each link 28, 28a, 22a, 22b corresponding to the other end direction end portions of the hinge pins 22, 22a, 22b.

이 경우에 있어서도, 도면을 통해 표현되지는 않았으나, 각 링크(28, 28a, 28b)들이 펼쳐지는 동작 범위 내에 장애물이 있는 경우, 그 영향을 받는 탄성부재(32, 32a, 32b)들은 이미 굽은 형상에서 어느 정도의 범위까지 펼쳐져 해당 링크(28, 28a, 28b)들의 굽은 상태를 유지시키는 형상으로 대응한다. Even in this case, if there is an obstacle in the operating range in which the links 28, 28a, 28b are deployed, although not represented in the drawings, the elastic members 32, 32a, To a certain extent, and corresponds to a shape that maintains the bent state of the links 28, 28a, 28b.

부가적으로 상술한 각 링크(28, 28a, 28b, 28c)들은, 각각 설계상의 필요에 따라 그 길이가 선택되는 관계에 있으며, 이와 더불어 상술한 각 탄성부재(32, 32a, 32b)를 포함한 각 구성의 길이와 크기 빛 형상 등도 설계에 따라 선택 적용될 수 있다. In addition, each of the links 28, 28a, 28b, and 28c described above has a relationship in which the lengths thereof are selected according to design requirements. In addition, each of the links 28, 28a, 28b, and 28c includes the elastic members 32, The length and size of the configuration and the shape of the light can be selectively applied depending on the design.

따라서, 이상에서 살펴본 각 구성들의 동작은 마치 인체의 손가락과 같은 형태의 동작을 구현하는 것을 알 수 있다. Accordingly, it can be seen that the operation of each of the configurations described above implements the same type of operation as a finger of a human body.

10: 프레임 12: 구동유닛
14: 제 1 연결부재 16: 주동 회전축
18, 18a, 18b: 제 2 연결부재 20, 20a, 20b: 종동 회전축
22, 22a, 22b: 힌지핀 24, 24a, 24b: 캠
26, 26a, 26b: 스토퍼 28, 28a, 28b: 링크
30, 30a, 30b: 고정핀 32, 32a, 32b: 탄성부재
34a, 34b, 34c: 풀리 36: 래크
38a, 38b: 피니언 40: 가이드 블록10: frame 12: drive unit
14: first connecting member 16:
18, 18a, 18b: second connecting member 20, 20a, 20b:
22, 22a, 22b: hinge pin 24, 24a, 24b: cam
26, 26a, 26b: stopper 28, 28a, 28b: link
30, 30a, 30b: fixing pins 32, 32a, 32b:
34a, 34b, 34c: pulley 36: rack
38a, 38b: pinion 40: guide block

Claims (12)

타단에 구비된 구동유닛으로부터 제 1 연결부재로 연결되어 회전력을 제공받는 주동 회전축이 상기 구동유닛과 일단 사이에 설치되고, 일단 부위에 상기 주동 회전축과 제 2 연결부재로 연결되어 연동하는 종동 회전축이 설치된 프레임;
타단 부위가 상기 종동 회전축에 힌지로 연결되고, 타단 부위 중 폭 방향 타 측으로 편심된 위치에 고정핀을 구비한 링크;
상기 주동 회전축에 고정되고, 상기 프레임의 폭 방향 일측으로 편심된 위치에 힌지핀을 구비한 캠; 및
상기 고정핀과 힌지핀에 힌지 연결되어 이들 사이 간격을 지탱하고, 길이 방 향에 대한 압축력에 의해 타측으로의 굽힘 변형이 가능하며, 압축력의 해제에 의해 원래의 상태로 복원되는 탄성부재;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 다관절 로봇의 관절구조. A main rotation axis connected to the driving unit provided at the other end and connected to the first connection member and provided with a rotational force is provided between the driving unit and one end and a driven rotation shaft linked to the main rotation axis and the second connection member, An installed frame;
A link having the other end connected to the driven rotary shaft by a hinge and the fixed pin disposed at a position eccentric to the other end in the width direction of the other end;
A cam fixed to the main rotation shaft and having a hinge pin at a position eccentric to one side in the width direction of the frame; And
And an elastic member hingedly connected to the fixing pin and the hinge pin to support an interval therebetween and being capable of bending deformation toward the other side by a compressive force against the longitudinal direction and being restored to its original state by releasing the compressive force The joint structure of the articulated robot. 제 1 항에 있어서,
상기 링크의 일단 부위에 제 1 종동 회전축을 더 설치하며, 상기 종동 회전축과 제 1 종동 회전축들은 제 2 연결부재로 상호 연동하게 연결하며,
상기 캠, 탄성부재, 링크 및 제 2 연결부재의 연결로 이루어진 단위 구성이 상기 제 2 종동 회전축에 하나 이상 반복되는 형상으로 연속 연결되는 것을 특징으로 하는 다관절 로봇의 관절구조. The method according to claim 1,
A first driven rotation shaft is further provided at one end of the link, the driven rotation shaft and the first driven rotation shafts are connected to each other by a second linking member,
Wherein a unit structure constituted by connecting the cam, the elastic member, the link and the second linking member is continuously connected to the second driven rotation axis in one or more repeated shapes. 제 1 항에 있어서,
상기 구동유닛은 두 개로 실린더 로드를 갖는 공압 또는 유압의 실린더로 구성하고, 상기 제 1 연결부재는 길이를 갖는 와이어, 밴드, 체인, 타이밍벨트 중 어느 하나의 구성으로 구성됨을 특징으로 하는 다관절 로봇의 관절구조. The method according to claim 1,
Wherein the driving unit is constituted by a pneumatic or hydraulic cylinder having two cylinder rods, and the first connecting member is constituted of any one of a wire, a band, a chain, and a timing belt having a length Of the joint structure. 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 연결부재의 중간 부위가 상기 주동 회전축의 측면을 감싸는 형상으로 설치되고, 상기 제 1 연결부재의 양단은 대응하는 각각의 상기 실린더로드에 연결되어 이루어짐을 특징으로 하는 다관절 로봇의 관절구조. The method of claim 3,
Wherein an intermediate portion of the first linking member is provided in a shape to enclose a side surface of the main rotation axis and both ends of the first linking member are connected to corresponding respective cylinder rods. . 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 연결부재가 체인 또는 타이밍벨트인 것에 대응하여 상기 제 1 회전축에는 상기 제 1 연결부재에 대응하는 스프로킷 휠 또는 기어를 더 구비하여 이 루어짐을 특징으로 하는 다관절 로봇의 관절구조. 5. The method of claim 4,
Wherein the first connection member is a chain or a timing belt, and the first rotation shaft further includes a sprocket wheel or gear corresponding to the first connection member. 제 1 항에 있어서,
상기 구동유닛은 서보모터로 구성하고, 상기 제 1 연결부재는 상기 주동 회전축과 상기 서보모터의 모터축을 감싸는 고리 형상의 와이어, 밴드, 체인, 타이밍벨트 중 어느 하나로 구성됨을 특징으로 하는 다관절 로봇의 관절구조. The method according to claim 1,
Wherein the driving unit is constituted by a servomotor and the first connecting member comprises any one of an annular wire, a band, a chain, and a timing belt which surrounds the main rotating shaft and the motor shaft of the servomotor. Joint structure. 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 연결부재가 체인 또는 타이밍벨트인 것에 대응하여 상기 주동 회전축과 상기 서보모터의 모터축에는 상기 제 1 연결부재에 대응하는 스프로킷 휠 또는 기어를 더 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 다관절 로봇의 관절구조. The method according to claim 6,
Wherein the first linking member is a chain or a timing belt, and the sprocket wheel or gear corresponding to the first linking member is further provided on the motor shaft of the main rotation axis and the servo motor. Joint structure. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 연결부재는 가이드 블록에 안내되어 전후진 가능한 래크로 구성하고,
상기 구동유닛은 상기 래크에 대응하는 피니언을 구비한 서보모터 또는 상기 래크의 타단에 연결되는 유압실린더로 구성하고,
상기 주동 회전축에는 상기 래크에 대응하는 피니언이 설치되어 이루어짐을 특징으로 하는 다관절 로봇의 관절구조. The method according to claim 1,
The first connecting member is guided by the guide block to constitute a rack capable of moving forward and backward,
Wherein the drive unit comprises a servo motor having a pinion corresponding to the rack or a hydraulic cylinder connected to the other end of the rack,
And a pinion corresponding to the rack is provided on the main rotation axis. 제 1 항에 있어서,
상기 프레임에는 상기 캠에 구비된 상기 힌지핀의 단부가 삽입되고, 그 회전 반경의 일부인 윈호 형상을 이루는 스토퍼가 형성되어 이루어짐을 특징으로 하는 다관절 로봇의 관절구조. The method according to claim 1,
Wherein the frame is formed with a stopper which is inserted into the end of the hinge pin provided on the cam and has a winch shape that is a part of the radius of rotation thereof. 제 2 항에 있어서,
상기 프레임과 상기 링크에는 상기 캠에 구비된 상기 힌지핀의 단부가 삽입되고, 그 회전 반경의 일부인 윈호 형상을 이루는 스토퍼가 각각 형성되어 이루어짐을 특징으로 하는 다관절 로봇의 관절구조. 3. The method of claim 2,
Wherein the frame and the link are formed with a stopper having an end portion of the hinge pin provided on the cam and having a winch shape that is a part of the radius of rotation thereof. 제 1 항에 있어서,
상기 탄성부재는 판 스프링 또는 선 스프링인 것을 특징으로 하는 다관절 로봇의 관절구조. The method according to claim 1,
Wherein the elastic member is a leaf spring or a line spring. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1, 2 연결부재가 설치되는 상기 주동 회전축과 종동 회전축에는 풀 리를 더 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 다관절 로봇의 관절구조. The method according to claim 1,
And a pulley is further provided on the main rotary shaft and the driven rotary shaft on which the first and second connecting members are installed.
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