KR101688876B1 - 저속에서도 높은 토크전달력을 얻을 수 있는 마그네틱 커플링 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저속에서도 높은 토크전달력을 얻을 수 있는 마그네틱 커플링구조에 관한 것으로서, 로봇 관절의 제1 링크부와 제2 링크부가 마그네틱 커플링에 의해 맞물리고, 상기 마그네틱 커플링에 의해 상기 관절의 동작이 제어되는, 마그네틱 커플링을 이용하는 관절구조에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 적어도 하나의 제1 결합부재가 하부에 형성된 제1 링크부; 상기 제1 결합부재와 맞물리는 제2 결합부재가 상부에 형성된 제2 링크부; 및 상기 제1 링크부와 상기 제2 링크부의 토크를 제어하는 모터부를 포함하고, 상기 제1 결합부재와 상기 제2 결합부재는 내부에 구비된 영구자석에 의해 맞물림이 지지된다.

Description

저속에서도 높은 토크전달력을 얻을 수 있는 마그네틱 커플링 구조체{STRUCTURE OF MAGNETIC COUPLING FOR OBTAINING HIGH TORQUE TRANSMISSION PERFORMANCE}

본 발명은 로봇 관절에 관한 것으로서, 로봇 관절의 제1 링크부와 제2 링크부가 마그네틱 커플링에 의해 맞물리고, 상기 마그네틱 커플링에 의해 상기 관절의 동작이 제어되는, 저속에서도 높은 토크전달력을 얻을 수 있는 마그네틱 커플링구조에 관한 것이다.

최근 들어, 지하자원 부족과 고갈에 대한 염려로 해양자원에 대한 기대가 높아지고 있다. 이를 위해 수중탐사용 또는 수중채집용 로봇의 개발이 활발하게 진행되고 있다.

수중에서 로봇이 동작하기 위해서는 방수를 위한 수밀 구조가 필수적으로 요구된다. 종래에는 오링(O-Ring)을 사용하여 상기 방수하였으나, 이 경우 수중 구동 기구물의 구조가 복잡해지고, 복잡한 기구구조는 수밀 및 방수에 있어서 오히려 취약점으로 작용된다는 문제점이 있었다.

하기의 선행기술문헌에 기재된 특허문헌은 대한민국 공개특허공보 제2014-0010519호로서, 다수의 다관절 다리를 갖는 해저 로봇에 설치되어 다수의 관절을 형성하는 로봇 다리; 및 상기 로봇 다리에 접철 가능하게 설치되며, 단부에 그립 또는 회전 동작이 가능한 그립부를 포함하는 다관절 해저로봇용 다리 겸용 로봇팔을 제공하며, 상기 선행기술문헌에는 해저로봇에 적용되는 다리 겸용 로봇팔은, 4개의 관절로 구성된 다리에 3개의 관절이 추가되어 다리 및 로봇팔로 활용될 수 있는 메커니즘; 내압 수밀을 위한 오링 방수 구조; 외부 노출 없는 케이블 배선 구조; 슬립링을 적용하여 그리퍼 부분의 무한 회전을 가능케 하는 발목 구조; 회전 운동을 직선운동으로 바꾸어 개폐가 이루어지도록 하는 그리퍼; 다리로 운용시 다리 끝단 로봇팔의 고정을 위한 그리퍼 잠금 구조;를 포함하는 내압 수밀 구조를 갖는 다관절 해저로봇용 다리 겸용 로봇팔이 개시되어 있다.

그러나 상기 선행기술문헌에는 수중에서 마그네틱 커플링의 원리를 적용함으로써, 수밀구조를 공고히 하고, 이에 따라 방수를 용이하게 실현하는 기술에 대해서는 개시하고 있지 않다.

또한 상기 선행기술문헌에는 로봇 관절에 마그네틱 커플링의 원리를 적용함으로써 상기 관절의 구조를 단순하게 함으로써 로봇의 소형화를 실현할 수 있는 기술에 대해서도 개시하고 있지 않다.

따라서, 마그네틱 커플링의 원리를 적용함으로써, 수밀구조를 공고히 하고, 이에 따라 방수를 용이하게 실현하며, 로봇의 소형화를 위한 기술이 절실히 요구되고 있다.

특허번호: 대한민국 공개특허공보 제2014-0010519호 특허명칭: 내압 수밀 구조를 갖는 다관절 해저로봇용 다리 겸용 로봇팔

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 특히 수중 로봇의 관절에 마그네틱 커플링의 원리를 적용함으로써, 수밀구조를 공고히 하고 이에 따라 방수를 용이하게 실현하며, 로봇을 소형화하기 위한 저속에서도 높은 토크전달력을 얻을 수 있는 마그네틱 커플링구조를 제공하는 것이다.

이를 위해 본 발명에 따르는 저속에서도 높은 토크전달력을 얻을 수 있는 마그네틱 커플링구조는, 적어도 하나의 제1 결합부재가 하부에 형성된 제1 링크부; 상기 제1 결합부재와 맞물리는 제2 결합부재가 상부에 형성된 제2 링크부; 및 상기 제1 링크부와 상기 제2 링크부의 토크를 제어하는 모터부를 포함하고, 상기 제1 결합부재와 상기 제2 결합부재는 내부에 구비된 영구자석에 의해 맞물림이 지지된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 결합부재는 상기 제1 링크부의 하부에 소정의 길이를 갖도록 형성되고, 상기 제1 링크부의 내부에는 적어도 하나의 제1 디스크가 구비되되, 상기 제1 디스크는 복수의 영구자석을 포함하며, 상기 제2 결합부재는 상기 제2 링크부의 상부에 소정의 길이를 갖도록 형성되고, 상기 제2 링크부의 내부에는 적어도 하나의 제2 디스크가 구비되되, 상기 제2 디스크는 복수의 영구자석을 포함한다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제2 결합부재는 내부에 복수의 영구자석이 구비된다.

또한 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 모터부는 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하여 토크를 발생시키는 모터; 상기 모터에서 발생하는 토크를 전달받는 제3 디스크; 및 상기 모터와 상기 제3 디스크의 중앙을 관통 연결하는 샤프트를 포함하되, 상기 제3 디스크는 복수의 영구자석을 포함하고, 상기 모터부는 상기 모터와 상기 제3 디스크의 사이에 토크를 전달하는 기어를 더 포함하되, 상기 기어는 하모닉 기어이다.

한편 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제3 디스크는 적어도 하나의 상기 제1 디스크로 상기 토크를 전달하기 위한 고정 지그를 포함하고, 상기 고정 지그는 상기 제1 디스크과 상기 제3 디스크의 외주면에 적어도 하나가 구비된다.

본 발명에 따르는 마그네틱 커플링을 이용한 로봇 관절은 상기 제1 링크부와 상기 제2 링크부를 체결하기 위한 체결 샤프트를 더 포함하고, 상기 체결 샤프트는 상기 제1 링크부와 상기 제2 링크부 및 모터부의 중앙에 관통 형성된다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따르면 상기 영구자석은 할박 배열(Halbach array) 방식이 적용되거나, 상기 영구자석은 N극과 S극이 순차적으로 상기 영구자석의 원주면을 따라 배열될 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 윈칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 로봇 관절을 마그네틱 커플링에 의해 결합시킴으로써 수중에서 방수를 용이하게 실현하는 효과가 있다.

또한 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 로봇 관절을 마그네틱 커플링에 의해 결합시킴으로써 구조를 단순화하여 소형화할 수 있다는 효과도 있다.

따라서 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 궁극적으로 수중 로봇의 소형화에 이바지하는 한편, 방수를 용이하게 실현함으로써 수중로봇의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따르는 마그네틱 커플링을 이용한 로봇 관절의 예를 보여주기 위한 예시도.
도 2a는 도 1의 본 발명의 실시 예에 따르는 마그네틱 커플링을 이용하는 로봇 관절의 단면을 보여주는 단면도.
도 2b는 도 1의 본 발명의 실시 예에 따르는 마그네틱 커플링을 이용하는 로봇 관절을 보여주는 사시도.
도 2c는 도 1의 본 발명의 다른 실시 예에 따르는 마그네틱 커플링을 이용하는 로봇 관절의 단면을 보여주는 단면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따르는 다수개의 볼록 요철이 병렬로 구비된 마그네틱 커플링을 이용하는 로봇 관절의 예를 보여주기 위한 예시도.
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따르는 영구자석의 N, S극이 원주 내부에 순차적으로 배열되는 예를 보여주는 단면예시도.
도 4b는 본 발명의 다른 실시 예에 따르는 영구자석의 N, S극이 원주 내부에 순차적으로 배열되는 예를 보여주는 단면예시도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따르는 영구자석의 배열에 할박 배열(Halbach array) 방식이 적용된 예를 보여주는 단면예시도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따르는 모터부의 예를 보여주는 예시도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따르는 고정 지그의 예를 보여주는 예시도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따르는 마그네틱 커플링을 이용한 로봇 관절을 보여주는 단면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따르는 마그네틱 커플링을 이용한 로봇 관절을 보여주는 사시도.
도 10은 축방향 무한회전이 가능하도록 배치되는 마그네틱 커플링 구조를 나타내는 개략도.
도 11은 병렬식 확장이 가능하도록 배치되는 병렬식 마그네틱 커플링 구조를 나타내는 개략도.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2, 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

또한, 이하에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

도 1 내지 도 9의 동일 부재에 대해서는 동일한 도면 번호를 기재하였다.

본 발명의 기본 원리는 수중 로봇 관절의 제1 링크부와 제2 링크부가 마그네틱 커플링에 의해 맞물리고, 상기 마그네틱 커플링에 의해 상기 관절의 동작이 제어하는 것이다.

아울러, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따르는 마그네틱 커플링을 이용한 로봇 관절의 예를 보여주기 위한 예시도이고, 도 2는 도 1의 본 발명의 실시 예에 따르는 마그네틱 커플링을 이용하는 로봇 관절의 단면을 보여주는 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명에 따르는 마그네틱 커플링을 이용한 로봇 관절(100)은 제1 링크부(110), 제2 링크부(120), 모터부(130) 및 기어부를 포함한다.

여기서 마그네틱 커플링(magnetic coupling; 자기 결합)이란, 영구자석의 자력을 이용하여 접속한 커플링을 의미한다.

도 1 및 도 2와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따르는 마그네틱 커플링을 이용한 로봇 관절(100)을 자세히 설명하면 다음과 같다.

우선 도 1을 참조하면, 제1 링크부(110)와 제2 링크부(120)가 개시된다.

제1 링크부(110)와 제2 링크부(120)의 결합부위는 엇갈린 요철형상으로, 예를 들면 제1 링크부(110)의 요철이 제2 링크부(120)의 요철에 삽입되는 구조로 형성된다.

즉, 제1 링크부(110)와 제2 링크부(120)의 요철 내부에는 영구자석이 구비되어, 자력에 의해 제1 링크부(110)와 제2 링크부(120)가 서로 결합된다.

여기서 상기 영구자석은 공극이 작을수록 인력의 세기가 강해지므로, 결합부위는 최소한의 공극을 갖도록 설계되는 것이 바람직하다.

여기서는 제1 링크부(110)와 제2 링크부(110)의 요철을 2개인 것으로 상정하였으나, 요철의 개수는 필요에 따라 적절하게 구성될 수 있다. 즉, 도 3a 내지 도 3c에 나타낸 바와 같이, 요철의 개수는 다양하게 설계 변경될 수 있다.

그리고 제1 링크부(110)와 제2 링크부(110)가 도 1에 나타낸 바와 같이 끼워지는 형식으로 조립되면 자석에 의해 한쪽으로 붙게 되는 문제점이 발생할 수 있는데, 이를 위해, 바람직하게는, 예를 들면, 스페이서, 또는, 롤러 등과 같이, 관절 조립부의 제 1 결합부재(111) 및 제 2 결합부재(121) 사이에 공극을 유지해주는 수단을 더 구비하도록 구성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따르는 다수개의 볼록 요철이 병렬로 구비된 마그네틱 커플링을 이용하는 로봇 관절의 예를 보여주기 위한 예시도들이다.

한편 도 2a를 참조하면, 제1 링크부(110)의 내부좌측에는 모터부(130)가 구비된다.

여기서는 모터부(130)가 제1 링크부(110)의 내부좌측 영역에 구비되어 있는 것을 상정하였으나, 이는 일 예일뿐 모터부(130)는 제1 링크부(110)의 내부우측, 제2 링크부(120)의 내부좌측 또는 우측 중 어느 한 영역에 구비될 수 있다.

그리고, 미설명부호 S는 디스크 고정용 스페이서이다.

여기서, 도 2b는 제1 링크부(110)와 제2 링크부(120)를 사시도로서 개략적으로 도시하였다.

또한, 도 2c에서는 또 다른 실시예로서 모터부(130)의 고정 위치를 바꾸되, 모터부(130)에 기어(G1, G2)를 연결하여 상기 기어(G1, G2)를 통해 동력전달이 이루어지도록 구성함으로써, 관절구조의 크기를 줄일 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1 링크부(110)와 제2 링크부(120)의 재질은, 비자성체로 구성하는 것이 바람직하다.

다시 도 1을 참조하면, 제1 링크부(110)의 일단 측에는 제1 결합부재(111, 112)가 형성되어 있다. 또한, 제2 링크부(120)의 일단 측에는 제2 결합부재(121, 122)가 형성되어 있다.

여기서, 제1 및 제 2 결합부재(111, 112, 121, 122)는 요철과 같이 소정의 길이를 가지고 서로 맞물리도록 형성되며, 도 2a 및 도 2c에 나타낸 바와 같이, 내부에는 제1 디스크(111A, 112A)가 각각 구비되고, 제1 디스크(111A, 112A)에는 복수개의 영구자석들(111a ~ 111d, 112a, 112b)이 구비된다.

마찬가지로, 제2 결합부재(121, 122)도 요철과 같이 소정의 길이를 갖도록 형성되며, 내부에는 복수의 영구자석들(121a ~ 121d, 122a ~ 122d)이 구비된다.

여기서 제2 결합부재(121, 122)에는 디스크가 구비되어 있지 않은 것을 상정하였으나, 제1 결합부재(111, 112)와 마찬가지로 내부에 디스크가 구비될 수도 있다.

따라서, 제1 결합부재(111, 112)는 제2 링크부(120)의 요철에 삽입되고, 제2 결합부재(121, 122)는 제1 링크부(120)의 요철에 삽입된다. 그러면, 제1 결합부재(111, 112)와 제2 결합부재(121, 122)의 내부에 구비된 영구자석들(111a ~ 111d, 112a, 112b, 121a ~ 121d, 122a ~ 122d)의 인력에 의해 제1 링크부(110)와 제2 링크부(120)는 서로 맞물려 고정된다.

다음으로 모터부(130)가 개시된다.

모터부(130)는 모터(131), 제3 디스크(132), 샤프트(133)를 포함한다.

우선 모터(131)는 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하여 토크를 발생시킨다.

바람직하게는, 모터(131)는, 제어부(A)에 의해 회전방향이 제어되며, 이와 같이 모터(131)에서 발생하는 토크는 복수의 영구자석들(132a, 132b)이 구비된 제3 디스크(132)로 전달된다.

이를 위해 샤프트(133)는 모터(131)와 제3 디스크(132)의 중앙에 관통 고정되는 것이 바람직하다. 모터부(130)에 대해서는 다음의 도 6을 참조하여 상세한다.

다음의 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따르는 영구자석의 배열을 보여주는 단면 예시도이다.

도 4a를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따르는 영구자석의 배열은 제1 결합부재(111, 112)(즉, 제1 디스크(111A, 112A)) 또는 제2 결합부재(121, 122)의 내부에 원형으로 배열되되, N극과 S극이 원주의 내부를 따라 시계방향으로 순차 배열된다.

이와 같이 배열된 영구자석들에 의해, 제1 디스크(111A, 112A)가 모터(131)로부터 토크를 제공받아 시계방향 또는 시계반대방향으로 회전하면, 제2 결합부재(121, 122) 또는 제2 디스크(미도시)는 제1 디스크(111A, 112A)와 동일한 방향으로 회전하게 된다.

그리고, 도 4b에 도시된 바와 같이, 영구자석의 배열이, N-N-S-S-N- N-S-S-N-N... 와 같이 교차해서 배열될 수도 있다.

한편, 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따르는 영구자석의 배열은 할박 배열(Halbach array) 방식이 적용된 것을 보여준다.

그리고, 도5에 도시된 할박(Halbach) 배열에 있어서, 화살표가 가리키는(끝나는) 방향은 자석의 N극의 방향이고, 반면에 상기 화살표가 시작되는 방향은 자석의 S극의 방향을 가리킨다.

할박 배열은 한 측면의 자기장을 확장시키는 영구자석의 특수 배열 상태를 일컷는다. 따라서 도 5를 참조하면 영구자석을 회전시키며 배치함으로써 자력을 극대화시킬 수 있다.

다음은 모터부(130)에 대해 상세하기로 한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따르는 모터부의 예를 보여주는 예시도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따르는 모터부(130)는 모터(131), 제3 디스크(132), 샤프트(133), 및 기어(134)를 포함한다.

도 6을 참조하면, 우선 모터(131)는 제어부(A)에 의해 회전방향이 제어된다. 이와 같이 모터(131)에서 발생하는 토크는 복수의 영구자석들(132a, 132b)이 구비된 제3 디스크(132)로 전달된다.

이를 위해 샤프트(133)는 모터(131)와 제3 디스크(132)의 중앙에 관통 고정되는 것이 바람직하다. 그리고, 모터(131)와 제3 디스크(132)의 사이에는 기어(134)가 더 구비되어, 모터(131)에서 생성되는 토크를 보다 효율적으로 제3 디스크(132)에 전달할 수 있도록 구성될 수 있다.

다음으로, 모터부(130)를 제1 링크부(110)에 고정시켜 토크를 전달하기 위한 고정 지그에 대하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따르는 고정 지그의 예를 보여주는 예시도이다.

도 7을 참조하면 고정 지그(135)는 제3 디스크(132)와 제1 디스크(111A, 112A)를 고정시키는 역할을 수행한다.

고정 지그(135)는 제1 디스크(111A, 112A)와 제3 디스크(132)의 외주면에 적어도 하나 이상이 구비될 수 있다. 도 7에서는 고정 지그(135)가 3개 구비되는 것을 상정하였으나, 고정 지그의 개수는 1개 내지 N개 중 어느 하나가 구비될 수 있다.

더 상세하게는, 상기한 고정 지그(135)는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 제1 디스크(111A, 112A)와 제3 디스크(132)의 외주면에 접하도록 하여 제1 결합부재(111, 112) 내에 적정 개수로 배치됨으로써 제1 디스크(111A, 112A)와 제3 디스크(132)의 회전시 이탈을 방지하도록 구성될 수 있으나, 반드시 이러한 구성으로만 한정되는 것은 아니며, 즉, 각각의 디스크와 고정 지그(135)가 결합되어 함께 회전하도록 구성될 수도 있는 등, 필요에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있는 것임에 유념해야 한다.

다음의 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따르는 마그네틱 커플링을 이용한 로봇 관절을 보여주는 단면도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따르는 마그네틱 커플링을 이용한 로봇 관절을 보여주는 사시도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따르는 마그네틱 커플링을 이용한 로봇 관절(100)은 제1 링크부(110)와 제2 링크부(120)의 체결을 공고히 하기 위하여 체결 샤프트(140)가 더 구비될 수 있다. 또한 체결 샤프트(140)를 구비하기 위해 샤프트홀(141)이 더 구비된다.

이와 같이 샤프트홀(141)에 체결 샤프트(140)를 더 구비함으로써 제1 링크부(110)와 제2 링크부(120)의 분리를 방지할 수 있다.

도 8 및 도 9와 같이 체결 샤프트(140)를 더 구비하는 경우, 제1 디스크(111A, 112A)와 제2 디스크(미도시)는 도우넛 형태의 관통형 구조로 변경될 수 있으며, 제1 링크부(110)와 제2 링크부(120)의 구조도 관통형으로 변경하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 병렬식 마그네틱 커플링 구조는 도 10에서와 같이 축방향 무한회전이 가능하도록 변형이 가능하며, 이 또한 도 11에 도시된 것과 같은 방식으로 고정용 지그를 이용하여 복수의 디스크를 연결하는 것에 의해 원하는 길이로 확장이 가능하며, 이로써 전달 토크성능을 높일 수 있다.

다만, 편의상 도 10 및 도 11에서는 도면부호는 생략하였다.

본 발명의 저속에서도 높은 토크전달력을 얻을 수 있는 마그네틱 커플링구조는, 로봇관절은 물론 동력전달을 위한 힌지구조라면 어떠한 기술분야이건 적용할 수 있음은 당연하다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

100. 로봇 관절 110. 제1 링크부
111, 112. 제1 결합부재 111A, 112A. 제1 디스크
111a ~ 111d. 영구자석 112a, 112b. 영구자석
120. 제2 링크부 121, 122. 제2 결합부재
121a ~ 121d. 영구자석 122a ~ 122d. 영구자석
130. 모터부 131. 모터
132: 제3 디스크 132a, 132b. 영구자석
133. 샤프트 134: 기어
135. 고정 지그 140. 체결 샤프트
141. 샤프트홀

Claims (15)

1. 미리 정해진 일정 길이를 가지는 요철 형상으로 형성되는 적어도 하나의 제 1 결합부재가 일단측에 형성된 제 1 링크부;
   복수의 영구자석을 포함하여 상기 제 1 결합부재의 내부에 배치되는 제 1 디스크;
   상기 제 1 결합부재와 맞물리도록 미리 정해진 일정 길이를 가지는 요철 형상으로 형성되는 적어도 하나의 제 2 결합부재가 일단 측에 형성된 제 2 링크부;
   상기 제 1 디스크에 배치된 영구자석의 배열에 대응하도록 배열된 복수의 영구자석을 포함하여 상기 제 2 결합부재의 내부에 배치되는 제 2 디스크;
   상기 제 1 링크부와 상기 제 2 링크부의 토크를 제어하기 위한 모터부를 포함하여 구성되며,
   상기 모터부는,
   시계방향 또는 반시계방향으로 회전하여 토크를 발생시키는 모터;
   상기 모터에서 발생하는 토크를 전달받는 제 3 디스크; 및
   상기 모터와 상기 제 3 디스크의 중앙을 관통 연결하는 샤프트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 커플링 구조체.
   
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6. 제 1항에 있어서,
   상기 모터부는,
   상기 모터와 상기 제 3 디스크의 사이에 토크를 전달하는 기어를 더 포함하고,
   상기 기어는,
   하모닉 기어로 구성되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 커플링 구조체.
   
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9. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1 링크부와 상기 제 2 링크부를 체결하기 위한 체결 샤프트를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 커플링 구조체.
   
10. 제 9항에 있어서,
    상기 체결 샤프트는,
    상기 제 1 링크부와 상기 제 2 링크부 및 상기 모터부의 중앙에 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 커플링 구조체.
    
11. 제 1항에 있어서,
    상기 영구자석은,
    할박 배열(Halbach array) 방식으로 배치되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 커플링 구조체.
    
12. 제 1항에 있어서,
    상기 영구자석은,
    N극과 S극이 순차적으로 상기 영구자석의 원주면을 따라 배열되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 커플링 구조체.
    
13. 제 1항에 있어서,
    상기 영구자석은,
    N극과 S극이 상기 영구자석의 원주면을 따라 교차 배열되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 커플링 구조체.
    
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