KR101600270B1

KR101600270B1 - Passive Variable Transmission for Wire Driven Joint Mechanism

Info

Publication number: KR101600270B1
Application number: KR1020140020393A
Authority: KR
Inventors: 조규진; 인현기; 조규한; 김병철
Original assignee: 서울대학교산학협력단
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2016-03-07
Also published as: KR20150098970A

Abstract

본 발명은 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기는, 구동부로 와이어를 잡아 당겨서 그 와이어가 연결된 관절을 작동시키기 위한 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기에 있어서, 제1링크; 관절 회전축에 의해 상기 제1링크에 회전 가능하게 설치되어 상기 관절을 구성하는 제2링크; 상기 구동부가 잡아 당겨 상기 제2링크를 상기 제1링크에 대해 회전시킬 수 있도록 일단은 상기 제2링크에 고정되고 타단은 상기 구동부에 연결되어 상기 제1링크와 제2링크를 경유하도록 설치되는 와이어; 및 일단은 상기 와이어가 경유하여 상대 이동을 허용하도록 상기 와이어에 연결되고 타단은 상기 제1링크와 제2링크와 관절 회전축 중 적어도 하나에 연결되어 상기 와이어에 대해 상기 관절 회전축 방향 성분의 탄성력을 제공하는 탄성 유닛;을 포함하는 점에 특징이 있다.The present invention relates to a manual variable transmission for a wire-driven articulated mechanism, the manual variable transmission for a wire-driven articulated mechanism for pulling a wire to a drive unit to actuate a joint to which the wire is connected, A second link rotatably installed on the first link by a joint rotation axis to constitute the joint; A second link fixed to the second link so that the second link can be rotated with respect to the first link, and the other end connected to the driving unit, ; And one end connected to the wire to allow relative movement via the wire and the other end connected to at least one of the first link, the second link, and the joint rotation axis to provide the elastic force of the joint rotation axis component with respect to the wire And an elastic unit for elastically supporting the elastic member.

Description

[0001] The present invention relates to a passive variable transmission for a wire driven joint type mechanism,

본 발명은 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 링크 구조로 연결된 관절을 와이어로 작동시키는 로봇의 모멘트와 속력을 조절하는 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a manual variable transmission for a wire-driven articulated mechanism, and more particularly to a manual variable transmission for a wire-driven articulated mechanism for controlling a moment and a speed of a robot operating a joint connected by a link structure .

서로 상대 회전이 가능하도록 설치된 링크 부재를 와이어로 연결하여 링크 부재의 회전에 의해 동작을 구현하는 작동 메커니즘은 로봇 구조에 널리 사용되는 구조이다. 특히, 손가락의 작동에 의해 물건을 잡는 동작을 위해서 링크 부재와 와이어를 조합한 로봇이 널리 사용된다. An operation mechanism that connects the link members installed to be rotatable relative to each other with wires to implement an operation by rotation of the link members is widely used in a robot structure. Particularly, a robot combining a link member and a wire is widely used for an operation of catching an object by the operation of a finger.

도 1 및 도 2는 종래의 링크 부재 및 와이어의 조합에 의해 작동하는 메카니즘을 개략적으로 도시한 것이다.Figures 1 and 2 schematically illustrate the mechanism of operation by a combination of conventional link members and wires.

도 1 및 도 2는 제1링크와 제2링크가 서로 상대 회전이 가능하도록 연결된 상태에서 와이어에 의해 연결된 구조이다. 와이어에 의해 연결된 모터가 와이어를 잡아 당기면 와이어의 장력에 의해 제2링크가 제1링크에 대해 회전하게 된다.1 and 2 show a structure in which the first link and the second link are connected by wires in a connected state so as to be rotatable relative to each other. When the motor connected by the wire pulls the wire, the tension of the wire causes the second link to rotate about the first link.

그런데, 도 1에 도시한 것과 같이 관절의 회전 중심과 와이어를 연결하는 모멘트 암의 길이가 비교적 짧은 경우에는 관절의 작동 속도는 비교적 빠르지만 관절이 발생시키는 토크 또는 파지력은 비교적 작다. 반대로 도 2에 도시한 것과 같이 관절의 회전 중심과 와이어를 잇는 모멘트 암의 길이가 비교적 긴 경우에는 관절의 작동 속도는 도 1의 경우에 비해 느리지만 관절이 발생시키는 토크 또는 파지력은 비교적 크다. However, when the moment arm connecting the rotation center of the joint and the wire is relatively short as shown in Fig. 1, the operation speed of the joint is comparatively fast, but the torque or gripping force generated by the joint is relatively small. Conversely, when the center of rotation of the joint and the length of the moment arm connecting the wire are relatively long as shown in FIG. 2, the operation speed of the joint is slower than that of FIG. 1, but the torque or gripping force generated by the joint is relatively large.

이와 같이 모멘트 암의 길이에 따라 관절의 작동 속도와 파지력은 서로 상충(tradeoff)되는 관계이다. 이와 같은 이유로 와이어에 연결되어 관절을 작동시키는 모터는 관절의 요구 조건(구동 속도, 구동 힘)에 따라 선택된다. 그러나 일반적인 모터는 구동 속도와 구동 힘 중 어느 하나만을 만족시키는 경우가 많다. 관절의 작동 상황에 따라 능동적으로 구동 힘과 구동 속도를 조절할 수 있는 모터는 가격이 매우 높은 문제점이 있다.Thus, the relationship between the operating speed of the joint and the gripping force is in a tradeoff relation with the length of the moment arm. For this reason, the motor connected to the wire and operating the joint is selected according to the requirements of the joint (driving speed, driving force). However, in general, a motor often satisfies either the driving speed or the driving force. A motor that can actively regulate the driving force and the driving speed according to the operating conditions of the joint is very expensive.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 관절의 작동 상황에 따라 파지력과 작동 속도를 자동으로 조절할 수 있는 구조를 가진 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a manual variable transmission for a wire driven articulated mechanism having a structure capable of automatically adjusting a gripping force and an operation speed according to an operation state of a joint .

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명의 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기는, 구동부로 와이어를 잡아 당겨서 그 와이어가 연결된 관절을 작동시키기 위한 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기에 있어서, 제1링크; 관절 회전축에 의해 상기 제1링크에 회전 가능하게 설치되어 상기 관절을 구성하는 제2링크; 상기 구동부가 잡아 당겨 상기 제2링크를 상기 제1링크에 대해 회전시킬 수 있도록 일단은 상기 제2링크에 고정되고 타단은 상기 구동부에 연결되어 상기 제1링크와 제2링크를 경유하도록 설치되는 와이어; 및 일단은 상기 와이어가 경유하여 상대 이동을 허용하도록 상기 와이어에 연결되고 타단은 상기 제1링크와 제2링크와 관절 회전축 중 적어도 하나에 연결되어 상기 와이어에 대해 상기 관절 회전축 방향 성분의 탄성력을 제공하는 탄성 유닛;을 포함하는 점에 특징이 있다.In order to achieve the above object, a manual variable transmission for a wire-driven articulated mechanism according to the present invention includes a manual variable transmission for a wire-driven articulated mechanism for pulling a wire to a drive unit and operating a joint to which the wire is connected The first link; A second link rotatably installed on the first link by a joint rotation axis to constitute the joint; A second link fixed to the second link so that the second link can be rotated with respect to the first link, and the other end connected to the driving unit, ; And one end connected to the wire to allow relative movement via the wire and the other end connected to at least one of the first link, the second link, and the joint rotation axis to provide the elastic force of the joint rotation axis component with respect to the wire And an elastic unit for elastically supporting the elastic member.

본 발명의 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기는, 부하가 비교적 적은 경우에는 관절이 신속하게 작동하고 관절에 작용하는 부하가 큰 경우에는 작동 속도가 감소하는 대신 관절의 토크를 증가시킴으로써 관절의 작동 환경에 따라 효과적으로 관절의 작동을 변속할 수 있는 효과가 있다.The manual variable transmission for a wire driven joint type mechanism of the present invention is characterized in that when the load is relatively small, the joints are operated quickly and when the load acting on the joint is large, the operating speed is decreased, It is possible to effectively shift the operation of the joint according to the operating environment.

도 1 및 도 2는 와이어에 의해 관절을 작동시키는 종래의 구성을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기의 작동을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기의 개략도이다.Figs. 1 and 2 are schematic views for explaining a conventional configuration for operating joints by wires. Fig.
3 to 5 are schematic views for explaining the operation of a manual variable transmission for a wire-driven articulated mechanism according to a first embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram of a manual variable transmission for a wire driven articulated mechanism according to a second embodiment of the present invention.
7 is a schematic view of a manual variable transmission for a wire driven articulated mechanism according to a third embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a manual variable transmission for a wire-driven articulated mechanism according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기의 작동을 설명하기 위한 개략도이다.3 to 5 are schematic views for explaining the operation of a manual variable transmission for a wire-driven articulated mechanism according to a first embodiment of the present invention.

도 3 내지 도 5를 참조하면 본 발명의 제1실시예에 따른 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기는 제1링크(10)와 제2링크(20)와 와이어(40)와 탄성 유닛(30)을 포함하여 이루어진다. 3 to 5, a manual variable transmission for a wire driven articulated mechanism according to a first embodiment of the present invention includes a first link 10, a second link 20, a wire 40, 30).

제1링크(10)와 제2링크(20)는 관절 회전축(101)을 통해 서로 회전 가능하게 결합된다. 본 실시예에서 제1링크(10)는 고정되고 제2링크(20)는 제1링크(10)에 대해 회전 가능하게 설치된 상태이다. 와이어(40)의 일단은 제2링크(20)에 고정되고 타단은 제1링크(10)를 경유하여 구동부(미도시)에 연결된다. 구동부가 와이어(40)를 잡아당기면 와이어(40)의 장력에 의해 제2링크(20)는 제1링크(10)에 대해 회전하게 된다.The first link 10 and the second link 20 are rotatably coupled to each other through the joint rotation axis 101. [ In this embodiment, the first link 10 is fixed and the second link 20 is installed rotatably with respect to the first link 10. One end of the wire 40 is fixed to the second link 20 and the other end is connected to a driving unit (not shown) via the first link 10. When the driving unit pulls the wire 40, the second link 20 is rotated with respect to the first link 10 by the tension of the wire 40.

탄성 유닛(30)은 제1링크(10) 또는 제2링크(20)에 설치될 수도 있으나 본 실시예에서는 관절 회전축(101)에 설치된 경우를 예로 들어 설명한다. 본 실시예에서 탄성 유닛(30)은 스프링 형태로 형성되고 관절 회전축(101)에 한쪽 끝이 고정된다. 스프링 형태의 탄성 유닛(30)의 다른 쪽 끝은 고리 형태로 형성되고 와이어(40)가 그 고리를 경유하도록 배치된다. 이에 따라 구동부가 와이어(40)를 당기면 와이어(40)는 탄성 유닛(30)을 경유하여 구동부 쪽으로 이동한다. 와이어(40)가 더욱 당겨지면 탄성 유닛(30)은 관절 회전축(101)의 중심 방향으로 와이어(40)에 대해 탄성력을 제공하게 된다.The elastic unit 30 may be installed on the first link 10 or the second link 20, but in this embodiment, the elastic unit 30 is provided on the joint rotary shaft 101 as an example. In this embodiment, the elastic unit 30 is formed in a spring shape and has one end fixed to the joint rotary shaft 101. The other end of the spring-like elastic unit 30 is formed in an annular shape and the wire 40 is arranged to pass through the loop. Accordingly, when the driving unit pulls the wire 40, the wire 40 moves to the driving unit via the elastic unit 30. [ When the wire 40 is further pulled, the elastic unit 30 provides an elastic force with respect to the wire 40 in the direction of the center of the joint rotary shaft 101.

이하, 상술한 바와 같이 구성된 제1실시예의 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기의 작동을 설명한다.Hereinafter, the operation of the manual variable transmission for the wire-driven articulated mechanism of the first embodiment constructed as described above will be described.

도 3은 와이어(40)에 장력이 가해지지 않은 상태이다. 탄성 유닛(30)은 수축한 상태이고 와이어(40)에 탄성력을 제공하지 않는 상태이다.3 shows a state in which tension is not applied to the wire 40. In Fig. The elastic unit 30 is in a contracted state and does not provide an elastic force to the wire 40. [

이와 같은 상태에서 관절을 작동시키기 위해서 구동부로 와이어(40)를 잡아 당기면 제2링크(20)가 제1링크(10)에 대해 시계 방향으로 회전하기 시작한다. 즉, 관절이 접히기 시작한다. In this state, when the wire 40 is pulled by the driving part to actuate the joint, the second link 20 starts to rotate clockwise with respect to the first link 10. That is, the joints start to fold.

이와 같이 관절이 접히기 시작하는 초기에는 비교적 작은 장력에 의해 와이어(40)가 당겨진다. 탄성 유닛(30)의 길이에 의해 결정되는 모멘트 암의 길이도 짧으므로 관절은 비교적 빠르게 움직인다. 즉, 제2링크(20)가 물체에 접촉하는 것과 같이 관절에 부하가 작용하기 전까지는 관절은 큰 토크를 발생하지 않으면서 빠른 속도로 작동하게 된다. In this way, the wire 40 is pulled by the relatively small tension at the beginning of the beginning of the folding of the joint. Since the length of the moment arm determined by the length of the elastic unit 30 is also short, the joint moves relatively fast. That is, until the load acts on the joint as the second link 20 comes into contact with the object, the joint is operated at a high speed without generating a large torque.

이와 같이 제2링크(20)가 물체에 접촉하기 전까지는 비교적 작은 모멘트로 관절이 관절이 빠르게 작동하므로, 유리컵과 같은 깨지기 쉬운 물체를 잡는 동작도 유리컵을 깨트리지 않으면서 효과적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.Since the joints quickly move with a relatively small moment until the second link 20 comes into contact with the object, the operation of catching a fragile object such as a glass cup can be effectively performed without breaking the glass cup There are advantages.

스폰지와 같은 부드러운 물체를 잡는 경우에는 도 3에 도시한 것과 같이 탄성 유닛(30)의 길이가 늘어나지 않은 상태에서 관절이 작동하여 물체를 잡을 수 있다.In the case of holding a soft object such as a sponge, a joint can be actuated to hold an object in a state in which the length of the elastic unit 30 is not increased as shown in Fig.

비교적 딱딱한 물체를 잡기 위해 관절이 작동하는 경우에는 제2링크(20)가 물체에 접촉하면서 관절의 작동 임피던스가 증가하게 된다. 와이어(40)에 작용하는 장력이 점차적으로 증가하면서 도 4에 도시한 것과 같이 탄성 유닛(30)의 길이가 증가하게 된다. 이와 같이 탄성 유닛(30)의 길이가 늘어나는 것은 와이어(40)에 의해 제2링크(20)에 작용하는 모멘트 암의 길이를 증가시키는 효과를 초래한다. 결과적으로 강한 토크가 관절에 작용하면서 물체를 충분한 힘으로 잡을 수 있게 된다. 제2링크(20)에 부하가 걸려서 큰 토크가 필요한 경우에도 자연스럽게 탄성 유닛(30)이 늘어나면서 제2링크(20)에 작용하는 토크를 증가시키게 된다. 이와 같이 와이어(40)의 장력에 의해 탄성 유닛(30)이 탄성 변형하면서 제2링크(20)에 작용하는 모멘트를 증가시키므로, 비교적 작은 힘을 가지는 구동부로도 관절에 강한 토크를 발생시킬 수 있는 장점이 있다.When the joint is operated to hold a relatively rigid object, the operating impedance of the joint increases as the second link 20 contacts the object. The tensile force acting on the wire 40 gradually increases to increase the length of the elastic unit 30 as shown in Fig. The increase in the length of the elastic unit 30 as described above has the effect of increasing the length of the moment arm acting on the second link 20 by the wire 40. As a result, a strong torque acts on the joints, so that the object can be held with sufficient force. Even when a large torque is required due to a load applied to the second link 20, the elastic unit 30 is naturally stretched and the torque acting on the second link 20 is increased. As described above, since the moment acting on the second link 20 while the elastic unit 30 is elastically deformed by the tension of the wire 40 is increased, even a driving unit having a relatively small force can generate a strong torque to the joint There are advantages.

관절의 작동에 의해 제2링크(20)가 필요한 각도까지 회전한 후에 관절에 큰 부하가 작용하지 않는 경우에는 와이어(40)에 작용하는 장력도 감소하게 된다. 결과적으로 탄성 유닛(30)에 작용하는 장력도 감소하므로 탄성 유닛(30)은 도 5에 도시한 것과 같이 수축하게 된다. 탄성 유닛(30)의 길이가 감소하면, 와이어(40)에 의해 제2링크(20)에 작용하는 모멘트 암의 길이도 감소하는 효과가 발생한다. 이와 같이 관절에 작용하는 부하가 감소하여 탄성 유닛(30)의 길이가 짧아지는 경우에는 관절에서 발생하는 토크가 감소하는 대신에 관절은 더 빠른 속도로 작동할 수 있게 된다. When the second link 20 is rotated to the required angle by the operation of the joint, if the joint is not subjected to a large load, the tension acting on the wire 40 is also reduced. As a result, the tensile force acting on the elastic unit 30 also decreases, so that the elastic unit 30 contracts as shown in Fig. When the length of the elastic unit 30 is reduced, the effect of reducing the length of the moment arm acting on the second link 20 by the wire 40 also occurs. When the load acting on the joint is reduced and the length of the elastic unit 30 is shortened, the joint can be operated at a higher speed instead of reducing the torque generated at the joint.

상술한 바와 같이 관절에 작용하는 외부 부하의 크기와 관절의 자체 작동 임피던스에 비례하여 탄성 유닛(30)의 길이가 변화하게 되므로, 탄성 유닛(30)과 와이어(40)는 제2링크(20)에 작용하는 모멘트의 크기도 자동으로 조절하게 되는 것이다. 즉, 큰 토크가 필요한 경우에는 탄성 유닛(30)이 늘어나면서 모멘트를 증가시키는 대신에 작동 속도가 감소하고, 큰 토크가 필요하지 않은 경우에는, 탄성 유닛(30)의 길이가 감소하면서 모멘트는 감소하는 대신에 작동 속도가 증가하게 된다. The length of the elastic unit 30 is changed in proportion to the magnitude of the external load acting on the joint and the self-operated impedance of the joint, And the magnitude of the moment acting on the movable part is also automatically adjusted. That is, when a large torque is required, the operating speed decreases instead of increasing the moment as the elastic unit 30 is stretched, and when the large torque is not required, the moment decreases as the length of the elastic unit 30 decreases The operating speed is increased.

다시 말해, 도 3과 같이 탄성 유닛(30)의 길이가 상대적으로 짧은 작동 초기에는 관절의 작동 속도가 빠른 대신에 비교적 작은 힘으로 관절이 작동하게 된다. 따라서, 관절이 접촉하게 되는 대상물체에 처음 접촉할 때에는 비교적 작은 힘으로 접촉할 수 있는 장점이 있다. 관절이 대상물체에 접촉한 후 강한 힘으로 대상 물체를 접촉할 필요가 있을 때(예컨대, 대상 물체를 잡는 경우)에는 자연스럽게 탄성 유닛(30)의 길이가 늘어나면서 모멘트 암의 증가에 따라 강한 힘으로 대상 물체에 접촉할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명의 와이어 구동 관절형 메커니즘은 두부나 달걀 같은 물체를 잡는 동작을 효과적으로 구현할 수 있는 장점이 있다.In other words, as shown in FIG. 3, at the initial stage of operation in which the length of the elastic unit 30 is relatively short, the joint is operated with a relatively small force instead of a fast operation speed of the joint. Therefore, there is an advantage that the contact can be made with a comparatively small force when first contacting the object to be contacted by the joint. When the object needs to be contacted with a strong force after the joint has come into contact with the object (for example, when the object is held), the length of the elastic unit 30 is naturally increased, Thereby making it possible to contact the object. Therefore, the wire-driven joint-type mechanism of the present invention has an advantage that an operation of holding an object such as a head or an egg can be effectively implemented.

이와 같이 본 발명의 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기에 의해 상황에 따라 토크의 크기와 작동 속도가 자동으로 조절되므로, 비교적 낮은 사양의 모터를 구동부로 사용하여도 상황에 따라 큰 토크와 작동 속도를 발생시킬 수 있는 장점이 있다. 구동부로 사용되는 모터의 감속비는 일정하더라도 본 발명의 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기에 의해 상황에 따라 와이어(40)의 작동을 자동으로 변속시킬 수 있으므로, 고가이며 고성능의 모터를 구동부로 사용하지 않아도 되는 장점이 있다.As described above, the manual variable transmission for the wire-driven articulated mechanism of the present invention automatically adjusts the torque magnitude and the operating speed according to the situation, so that even if a relatively low-specification motor is used as the driving portion, There is an advantage that the speed can be generated. The operation of the wire 40 can be automatically shifted by the manual variable transmission for the wire driven articulated mechanism of the present invention even if the reduction ratio of the motor used as the driving unit is constant. There is an advantage to not use.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기에 대해 설명한다.Next, a manual variable transmission for a wire-driven joint type mechanism according to a second embodiment of the present invention will be described.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기의 개략도이다. 도 6을 참조하면 제2실시예의 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기는 제1실시예의 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기와 마찬가지로 제1링크(11)와 제2링크(21)와 와이어(41)를 구비한다. 제2실시예의 제1링크(11), 제2링크(21) 및 와이어(41)의 구성은 제1실시예의 대응 구성과 동일하다. 제2실시예의 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기는 탄성 유닛(50)의 구조에 있어서 제1실시예의 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기와 차이가 있다. 6 is a schematic diagram of a manual variable transmission for a wire driven articulated mechanism according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the manual variable transmission for the wire-driven articulated mechanism of the second embodiment includes the first link 11 and the second link 21, as well as the manual variable transmission for the wire-driven articulated mechanism of the first embodiment, And a wire (41). The configuration of the first link 11, the second link 21, and the wire 41 of the second embodiment is the same as the corresponding configuration of the first embodiment. The manual variable transmission for the wire driven articulated mechanism of the second embodiment is different from the manual variable transmission for the wire driven articulated mechanism of the first embodiment in the structure of the elastic unit 50. [

탄성 유닛(50)은 이동 부재(51)와 탄성 부재(52)를 구비한다. 이동 부재(51)는 제1링크(11)과 제2링크(21) 중 어느 하나에 대해 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 이동 부재(51)가 제2링크(21)에 설치되는 경우를 예로 들어 설명한다. The elastic unit (50) has the moving member (51) and the elastic member (52). The shifting member 51 can be slidably installed on any one of the first link 11 and the second link 21. In the present embodiment, the case where the moving member 51 is provided on the second link 21 will be described as an example.

이동 부재(51)는 제2링크(21)의 연장 방향에 대해 수직하는 방향으로 슬라이딩 가능하도록 제2링크(21)에 설치된다. 와이어(41)는 이동 부재(51)를 경유하여 제2링크(21)에 연결된다. 탄성 부재(52)는 제2링크(21)에 연결되어 와이어(41)에 의한 이동 부재(51)의 모멘트 암의 길이를 감소시키는 방향으로 이동 부재(51)에 대해 탄성력을 제공한다. 본 실시예의 탄성 부재(52)는 도 6에 도시한 것과 같이 스프링 형태로 형성된다. The shifting member 51 is installed on the second link 21 so as to be slidable in a direction perpendicular to the extending direction of the second link 21. [ The wire 41 is connected to the second link 21 via the moving member 51. [ The elastic member 52 is connected to the second link 21 to provide an elastic force to the moving member 51 in the direction of reducing the length of the moment arm of the moving member 51 by the wire 41. [ The elastic member 52 of this embodiment is formed in a spring shape as shown in Fig.

이와 같은 상태에서 구동부에 의해 와이어(41)에 장력이 작용하면, 이동 부재(51)는 장력의 크기에 따라 제2링크(21)에 대해 상대 이동하면서, 제2링크(21)에 작용하는 모멘트의 크기와 제2링크(21)의 작동 속도를 조절한다.In this state, when the tension force acts on the wire 41 by the driving unit, the moving member 51 moves relative to the second link 21 in accordance with the magnitude of the tension, and the moment acting on the second link 21 And the operating speed of the second link 21 are adjusted.

다음으로 본 발명의 제3실시예에 따른 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기에 대해 설명한다.Next, a manual variable transmission for a wire-driven joint type mechanism according to a third embodiment of the present invention will be described.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기의 개략도이다. 도 7을 참조하면 제3실시예의 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기는 제1실시예의 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기와 마찬가지로 제1링크(12)와 제2링크(22)와 와이어(42)를 구비한다. 제3실시예의 제1링크(12), 제2링크(22) 및 와이어(42)의 구성은 제1실시예의 대응 구성과 동일하다. 제3실시예의 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기는 탄성 유닛(60)의 구조에 있어서 제1실시예의 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기와 차이가 있다. 7 is a schematic view of a manual variable transmission for a wire driven articulated mechanism according to a third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, the manual variable transmission for the wire-driven articulated mechanism of the third embodiment includes the first link 12 and the second link 22, as well as the manual variable transmission for the wire-driven articulated mechanism of the first embodiment, And a wire (42). The configurations of the first link 12, the second link 22 and the wire 42 of the third embodiment are the same as the corresponding configurations of the first embodiment. The manual variable transmission for the wire driven articulated mechanism of the third embodiment is different from the manual variable transmission for the wire driven articulated mechanism of the first embodiment in the structure of the elastic unit 60. [

제2실시예의 탄성 유닛(50)과 마찬가지로 제3실시예의 탄성 유닛(60)은 이동 부재(61)와 탄성 부재(62)를 구비한다. 이동 부재(61)는 제1링크(12)와 제2링크(22) 중 어느 하나에 설치될 수 있으나 본 실시예에서는 제2링크(22)에 설치된 경우를 예로 들어 설명한다. 이동 부재(61)는 T자 형태로 형성되어 제2링크(22)에 대해 상대 이동 가능하도록 설치된다. 탄성 부재(62)는 제2링크(22)와 이동 부재(61)의 사이에 설치되고, 탄성 재질의 링 형태로 형성된다. 이동 부재(61)를 경유하여 제2링크(22)에 연결된 와이어(42)에 장력이 작용하면, 이동 부재(61)가 탄성 부재(62)를 수축시키면서 제2링크(22)에 작용하는 모멘트 암을 증가시킨다. 와이어(42)의 장력이 감소하면 탄성 부재(62)가 팽창하면서 이동 부재(61)를 후퇴시킨다.Like the elastic unit 50 of the second embodiment, the elastic unit 60 of the third embodiment includes the moving member 61 and the elastic member 62. [ The shifting member 61 may be installed on either the first link 12 or the second link 22, but in this embodiment, the shifting member 61 is provided on the second link 22 as an example. The shifting member 61 is formed in a T-shape so as to be movable relative to the second link 22. The elastic member 62 is provided between the second link 22 and the moving member 61 and is formed in the shape of a ring of an elastic material. When the tension applied to the wire 42 connected to the second link 22 via the shifting member 61 causes the shifting member 61 to contract a moment acting on the second link 22 while contracting the elastic member 62 Increases cancer. When the tension of the wire 42 decreases, the elastic member 62 expands and moves the movable member 61 backward.

이상 본 발명에 대해 바람직한 실시예들을 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위가 앞에서 설명하고 도시한 형태로 한정되는 것은 아니다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to those described above and shown in the drawings.

예를 들어, 탄성 유닛은 제2링크 뿐 아니라 제1링크 또는 관절 회전축에 설치되는 것도 가능하며 2개 이상의 탄성 유닛을 설치하는 것도 가능하다.For example, the elastic unit may be provided on the first link or on the joint rotary shaft as well as on the second link, and it is also possible to provide two or more elastic units.

또한, 앞에서는 2개의 링크 부재(제1링크와 제2링크)가 연결되어 작동하는 경우만을 예로 들어 설명하였으나, 3개 이상의 링크 부재를 와이어로 연결하여 본 발명의 와이어 구동 관절형 메커니즘을 위한 수동 가변 변속기를 구현하는 것도 가능하다.In the above description, two link members (the first link and the second link) are connected and operated. However, three or more link members may be connected by wires, It is also possible to implement a variable transmission.

또한, 앞에서 설명하고 도시한 형태의 탄성 유닛 이외에 와이어의 장력에 따라 모멘트 암의 크기를 조절할 수 있는 다른 다양한 탄성 유닛의 구성이 가능하다.Further, in addition to the elastic unit of the above-described and illustrated type, various other elastic units capable of adjusting the size of the moment arm according to the tension of the wire are possible.

10, 11, 12: 제1링크 20, 21, 22: 제2링크
40, 41, 42: 와이어 30, 50, 60: 탄성 유닛
51, 61: 이동 부재 52, 62: 탄성 부재
101, 102, 103: 관절 회전축10, 11, 12: First link 20, 21, 22: Second link
40, 41, 42: wires 30, 50, 60: elastic unit
51, 61: moving member 52, 62: elastic member
101, 102, 103: joint rotation axis

Claims

1. A manual variable transmission for a wire-driven articulated mechanism for pulling a wire to a driving part to actuate a joint to which the wire is connected,
A first link;
A second link rotatably installed on the first link by a joint rotation axis to constitute the joint;
A wire fixed to the second link at one end and connected to the driving unit so as to be able to rotate the second link relative to the first link by pulling the driving unit; And
One end is connected to the wire to allow relative movement via the wire and the other end is connected to at least one of the first link and the second link and the joint rotation axis and the length thereof is changed according to the magnitude of the tension applied to the wire And an elastic unit that changes the length of the moment arm of the tension applied to the second link by the wire while changing the length of the moment arm.

The method according to claim 1,
Wherein the elastic unit is a spring. &Lt; Desc / Clms Page number 19 >

The method according to claim 1,
The elastic unit includes a moving member formed to pass through the wire and slidably installed on any one of the first link and the second link, an elastic member connected to the moving member to provide an elastic force to the moving member, And wherein the variable speed transmission mechanism includes a variable transmission.

The method of claim 3,
Wherein the elastic member of the elastic unit is a spring. &Lt; Desc / Clms Page number 20 >

The method of claim 3,
Wherein the elastic member of the elastic unit is installed between any one of the first link and the second link and is provided with an elastic force to the moving member while being shrunk and deformed. Variable transmission.