KR101693248B1 - 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리는, 상완부에 연결되고, 둘레의 적어도 일부가 원호로 형성된 제1곡면부를 가지는 고정부재, 전완부에 연결되고, 둘레의 적어도 일부가 상기 제1곡면부와 접하는 원호로 형성된 제2곡면부를 가지며, 상기 제1곡면부를 따라 회전되는 회전부재, 상기 제1곡면부 및 상기 제2곡면부에 대한 회전 중심점을 기준으로, 상기 고정부재 및 상기 회전부재의 편심된 일측에 구비된 적어도 한 쌍의 제1풀리, 상기 제1곡면부 및 상기 제2곡면부에 대한 회전 중심점을 기준으로, 상기 고정부재 및 상기 회전부재의 편심된 타측에 구비된 적어도 한 쌍의 제2풀리, 상기 한 쌍의 제1풀리에 권취되며, 일측이 상기 고정부재의 후방 측으로 연장된 제1와이어부 및 상기 한 쌍의 제2풀리에 권취되며, 일측이 상기 고정부재의 후방 측으로 연장된 제2와이어부를 포함한다.

Description

로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리{Elbow Joint Assembly of Robot Arm}

본 발명은 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강도와 강성을 크게 증대시키면서도 간단하고 경량화된 구조를 가지는 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리에 관한 것이다.

최초의 산업용 로봇인 Unimate가 1962년 자동차 조립에 사용된 이래로, 로봇공학은 빠른 기술발전과, 그 적용 분양의 확산에 힘입어 생산, 서비스, 의료, 탐사, 군사, 항공우주 분야 등에 필수적인 기술로 자리잡았다.

기존의 로봇은 단순 반복 작업을 고속으로 정밀하게 수행하는 것이 목적이었으나, 최근에는 원격으로 접속하여 사람과 활동공간을 공유하는 로봇, 복강경 수술 등 다양한 수술을 용이하게 하는 수술로봇, 인간과 안전한 신체적인 접촉을 가능하게 하는 산업용 로봇 등 다양한 방식 및 다양한 수준의 로봇이 개발되고 있다.

특히 최근 개발된 Baxtor로봇의 경우, 사람의 힘을 감지하고 순응하는 기능이 있어 직접 로봇을 움직이며 작업을 지시할 수 있으며, 사람과 로봇이 같은 작업공간에서 협력할 수 있는 차세대 로봇으로 주목을 받고 있다.

하지만, Baxtor 로봇은 이와 같은 안전성을 확보하기 위해 강도, 강성, 정밀도 및 작업속도를 희생하게 되어 그 성능은 기존의 산업용 로봇에 비해 떨어지는 문제가 있다.

따라서 외력을 감지할 수 있으면서도 접촉 및 충돌 시 안전하고, 또한 높은 강도, 강성, 정밀도 및 작업속도를 만족시키는 로봇 기술이 요구되고 있는 상황이다.

이를 위해 로봇의 관절을 자유도가 높은 인간의 팔과 유사한 구조를 가지도록 구현하는 기술이 핵심적인 연구 과제로 대두되고 있으며, 실제로 그 성과가 반영된 연구 결과들도 발표되고 있다.

다만, 현재까지 연구된 로봇 관절 구조는 다자유도를 가지면서도 충분한 강도 및 강성을 가지도록 하기 위해 그 구조가 매우 복잡하다는 문제가 있으며, 구조를 단순화시킬 경우 그 성능이 저하될 수밖에 없는 문제가 있다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 높은 강도와 강성을 가지는 동시에 다자유도를 가지면서도, 그 구조가 간단하고 경량화가 가능한 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리를 제공하기 위함이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리는, 상완부에 연결되고, 둘레의 적어도 일부가 원호로 형성된 제1곡면부를 가지는 고정부재, 전완부에 연결되고, 둘레의 적어도 일부가 상기 제1곡면부와 접하는 원호로 형성된 제2곡면부를 가지며, 상기 제1곡면부를 따라 회전되는 회전부재, 상기 제1곡면부 및 상기 제2곡면부에 대한 회전 중심점을 기준으로, 상기 고정부재 및 상기 회전부재의 편심된 일측에 구비된 적어도 한 쌍의 제1풀리, 상기 제1곡면부 및 상기 제2곡면부에 대한 회전 중심점을 기준으로, 상기 고정부재 및 상기 회전부재의 편심된 타측에 구비된 적어도 한 쌍의 제2풀리, 상기 한 쌍의 제1풀리에 권취되며, 일측이 상기 고정부재의 후방 측으로 연장된 제1와이어부 및 상기 한 쌍의 제2풀리에 권취되며, 일측이 상기 고정부재의 후방 측으로 연장된 제2와이어부를 포함한다.

그리고 상기 고정부재의 후방에 구비되며, 상기 제1와이어부 및 상기 제2와이어부를 서로 반대 방향으로 선형 이동시켜 상기 회전부재를 회전시키는 액추에이터를 포함하는 구동부를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 구동부와 상기 고정부재의 제1풀리, 그리고 상기 구동부와 상기 고정부재의 제2풀리 사이에 구비되어 상기 제1와이어부 및 상기 제2와이어부의 연장 방향을 변경하는 보조풀리를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 보조풀리는 상기 제1와이어부 및 상기 제2와이어부가 삽입되는 복수 개의 와이어 수용홈을 포함할 수 있다.

또한 상기 복수 개의 와이어 수용홈은 개별 회전 가능하게 형성될 수 있다.

그리고 상기 고정부재 및 상기 회전부재에 구비되고, 상기 구동부로부터 상기 회전부재의 전방에 구비된 다른 관절 어셈블리 측으로 연장되는 타 와이어부가 상기 고정부재 및 상기 회전부재의 상대 회전에 간섭되지 않도록 타 와이어부의 연장 방향을 변경하는 복수의 연결풀리를 더 포함할 수 있다.

이때 상기 타 와이어부는 복수 개가 구비되며, 상기 복수의 연결풀리 사이에서 교차되도록 연결될 수 있다.

또한 상기 제1곡면부 및 상기 제2곡면부에 대한 회전 중심점을 서로 연결하고, 상기 고정부재 및 상기 회전부재를 지지하는 지지바를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 제1곡면부 및 상기 제2곡면부의 접점에서 교차하여, 상기 고정부재 및 상기 회전부재의 둘레를 동시에 감싸도록 구비되고, 상기 고정부재 및 상기 회전부재 간의 구름 운동을 유도하는 회전보조부재를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 고정부재 및 상기 회전부재의 둘레에는 상기 회전보조부재가 삽입되는 삽입홈이 형성될 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 높은 강도와 강성을 가지며, 정밀도가 뛰어나고 신속한 작업을 수행할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 강도 및 강성 대비 간단한 구조를 가지고 있어, 경량화가 가능하고 제작비용을 크게 절감할 수 있는 장점이 있다.

셋째, 구동부가 관절의 바깥쪽에 구비되므로, 팔꿈치 관절의 움직임을 간섭하지 않는다는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명을 구현하기 위한 기본적인 강도 및 강성 증폭 구조의 원리를 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리를 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇 암에 있어서, 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리가 회전되는 모습을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리에 있어서, 회전부재의 회전에 따른 제1와이어부 및 제2와이어부의 길이 변화의 관계를 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리를 일측 방향에서 나타낸 도면;
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리를 타측 방향에서 나타낸 도면;
도 7 및 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리의 굴신 동작에 따른 구동 모습을 나타낸 도면;
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리의 내부 구조를 나타낸 도면;
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리에 있어서, 고정부재의 모습을 나타낸 도면;
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리에 있어서, 회전보조부재가 고정부재 및 회전부재에 권취된 모습을 나타낸 도면; 및
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리에 있어서, 제1연결풀리의 모습을 자세히 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명을 구현하기 위한 기본적인 강도 및 강성 증폭 구조의 원리를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명을 구현하기 위한 강도 및 강성을 증폭시키기 위한 구조는 액추에이터(10)와, 출력부(20)와, 상기 액추에이터(10) 및 상기 출력부(20)를 연결하는 와이어(30)를 포함한다.

특히 상기 출력부(20)는 고정된 상태의 고정풀리(22)와 액추에이터(10)의 구동에 의한 와이어(30)의 선형 이동에 따라 이동하는 이동풀리(24)를 포함하며, 상기 와이어(30)는 상기 고정풀리(22) 및 상기 이동풀리(24)에 복수 회 권취된다.

이와 같은 경우, 와이어(30)가 상기 고정풀리(22) 및 상기 이동풀리(24)를 오가는 횟수를 n이라 하면, 액추에이터의 장력 T와, 와이어(30)의 강성 K는, 출력부(20)에서 아래의 식과 같이 T_out과 K_out으로 증폭된다.

T_out=nT

K_out=n²K

상기 식에 나타난 바와 같이, 장력은 n에 비례하여 증폭되며, 강성은 n의 제곱에 비례하여 증폭된다. 높은 강성은 정밀한 제어에 필수적인 요소이므로, 와이어(30)를 사용할 때 강성이 저하되는 것을 보완할 수 있는 중요한 특징이 되며, 또한 장력의 증폭은 최대 하중을 증가시키는 장점을 가진다.

본 발명의 경우, 이상과 같은 강도 및 강성 증폭 구조를 이용하여 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리를 구현하게 되며, 이하에서는 이에 대해 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리(100)를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리(100)가 회전되는 모습을 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리(100)는, 고정부재(120)와, 회전부재(130)와, 제1풀리(140)와, 제2풀리(150)와, 제1와이어부(160a)와, 제2와이어부(160b)와, 구동부를 포함한다.

구체적으로 상기 고정부재(120)는, 둘레의 적어도 일부가 원호로 형성된 제1곡면부를 가지도록 형성되며, 상기 회전부재(130)는 둘레의 적어도 일부가 상기 제1곡면부와 접하는 원호로 형성된 제2곡면부를 가지며, 상기 제1곡면부를 따라 회전되는 구성요소이다.

본 실시예의 경우 상기 고정부재(120)와 상기 회전부재(130)는 전체적으로 원형으로 형성되나, 이와 달리 전체 둘레 중 일부만이 원호로 형성될 수 있음은 물론이다. 그리고 상기 회전부재(130)의 제2곡면부는, 상기 고정부재(120)의 제1곡면부에 접한 상태로 구름 이동될 수 있다.

상기 제1풀리(140)는 적어도 한 쌍이 구비되며, 이들은 상기 제1곡면부 및 상기 제2곡면부에 대한 중심점을 기준으로, 상기 고정부재 및 상기 회전부재의 편심된 일측에 각각 구비된다. 그리고 상기 제2풀리(150) 역시 적어도 한 쌍이 구비되며, 이들은 상기 제1곡면부 및 상기 제2곡면부에 대한 중심점을 기준으로, 상기 고정부재 및 상기 회전부재의 편심된 타측에 구비된다.

본 실시예의 경우 상기 제1풀리(140)는 도면을 기준으로 상기 고정부재(120) 및 이동부재(130)의 중심으로부터 상측에 위치되며, 제2풀리(150)는 도면을 기준으로 상기 고정부재(120) 및 이동부재(130)의 중심으로부터 하측에 위치되는 것으로 하였다.

상기 제1와이어부(160a)는 상기 한 쌍의 제1풀리(140a, 140b)에 기 설정된 회수만큼 권취되며, 일측이 상기 고정부재(120)의 후방으로 연장된다. 그리고 상기 제2와이어부(160b)는 상기 한 쌍의 제2풀리(150a, 150b)에 기 설정된 회수만큼 권취되며, 일측이 상기 고정부재(120)의 후방으로 연장된다.

또한 상기 구동부는 상기 고정부재(120)의 후방에 구비되고, 상기 제1와이어부(160a) 및 상기 제2와이어부(160b)를 서로 반대 방향으로 선형 이동시켜 상기 회전부재(130)를 회전시키는 액추에이터(미도시)를 포함한다.

이때 후방이라 함은 회전부재(130)로부터 고정부재(120) 측으로의 진행 방향을 말하며, 전방은 고정부재(120)로부터 회전부재(130) 측으로의 진행 방향을 말하는 것으로 정의하도록 한다.

본 실시예에서 상기 제1와이어부(160a) 및 제2와이어부(160b)는 일체로 형성되어 하나의 순환와이어(160)를 형성하며, 이는 상기 구동부에 구비된 순환부재(110)에 권취되는 것으로 하였다. 상기 순환부재(110)는 상기 제1액추에이터에 의해 일 방향 또는 타 방향으로 회전됨에 따라 상기 순환와이어(110)를 순환시키는 구성요소이다.

즉 본 실시예에서 순환와이어(160)는 상기 순환부재(110)에 권취된 상태로, 양측이 각각 한 쌍의 제1풀리(140a, 140b)와 제2풀리(150a, 150b)에 권취된 상태를 가진다.

그리고 도 3과 같이 상기 순환부재(110)가 일 방향으로 회전될 경우, 상기 제1와이어부(160a)의 길이가 짧아지며 회전부재(130)에 구비된 제1풀리(140b)가 고정부재(120)에 구비된 제1풀리(140a) 측으로 이동하게 된다. 반대로 상기 제2와이어부(160a)는 길이가 길어지며 회전부재(130)에 구비된 제2풀리(150b)가 고정부재(120)에 구비된 제2풀리(150a)로부터 멀어지는 측으로 이동하게 된다.

이에 따라 회전부재(130)는 상기 고정부재(120)의 둘레를 구름 운동하며 회전 이동하게 되고, 팔꿈치 관절의 회전 운동을 구현할 수 있게 된다.

또한 상기 순환부재(110)가 타 방향으로 회전될 경우, 상기 회전부재(130)가 상기의 구동과 반대로 이동하게 될 것이다.

이와 같은 본 발명에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리(100)는 종래에 비해 단순한 구조만으로 선형 모션을 회전 모션으로 바꿀 수 있으면서도, 충분한 강성 및 강도를 가질 수 있는 장점이 있다.

한편 본 실시예에서 상기 회전부재(130)와 고정부재(120)의 둘레에는, 상기 회전부재(130)와 고정부재(120)의 상대 회전 운동 시 정확한 경로를 따라 이동하도록 하기 위한 한 쌍의 회전보조부재(125a, 125b)가 구비될 수 있다. 이때 상기 회전부재(130) 및 상기 고정부재(120)의 상대 회전 방향은 서로 반대이므로, 상기 한 쌍의 회전보조부재(125a, 125b)는 상기 회전부재(130) 및 상기 고정부재(120)의 접점을 기준으로 교차된 상태를 가진다.

즉 제1 회전보조부재(125a)는 고정부재(120)의 상측을 감싸도록 연장되어 상기 회전부재(130) 및 상기 고정부재(120)의 접점에서 상기 회전부재(130)의 하측으로 연장되며, 제2회전보조부재(125b)는 고정부재(120)의 하측을 감싸도록 연장되어 상기 회전부재(130) 및 상기 고정부재(120)의 접점에서 상기 회전부재(130)의 상측으로 연장된다.

이때 상기 회전보조부재(125a, 125b)는 와이어 형태로 형성될 수 있으나, 벨트 등 보다 다양한 형태로 구현될 수 있다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리(100)에 있어서, 회전부재(130)의 회전에 따른 제1와이어부 및 제2와이어부의 길이 변화의 관계를 나타낸 도면이다.

도 4를 기준으로 상기 회전부재(130) 및 상기 고정부재(120)의 지름을 d라고 하고, 서로 대응되는 제1풀리와 제2풀리 간의 거리를 W라 하고, 회전부재(130)가 θ만큼 회전된다고 할 때, 한 쌍의 제1풀리에 권취된 제1와이어부의 길이(L₁)와 한 쌍의 제2풀리에 권취된 제2와이어부의 길이(L₂)는 이하와 같은 관계식을 만족하게 된다.

상기 식에서 알 수 있는 바와 같이, 제1와이어부 및 제2와이어부는 서로 대칭적인 운동을 하므로, 하나의 액추에이터만을 사용하여 그 움직임을 제어할 수 있다.

따라서 전술한 본 실시예의 경우, 제1와이어부 및 제2와이어부는 하나의 순환와이어로 형성되고, 상기 순환와이어는 제1액추에이터에 의한 순환부재의 회전만으로 구동되는 것으로 구현하도록 한 것이다.

이하에서는, 본 발명을 보다 구체적으로 구현한 실시예에 대해 설명하도록 한다. 도 5 및 도 6에는 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리를 실제로 구현한 모습이 도시된다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리를 일측 방향에서 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리를 타측 방향에서 나타낸 도면이다.

도 5 내지 도 6에 도시된 본 발명의 제2실시예의 경우, 전술한 제1실시의 고정부재(120)와, 회전부재(130)와, 제1풀리(140)와, 제2풀리(150)와, 제1와이어부(160a)와, 제2와이어부(160b)가 구현된다. 그리고 상기 고정부재(120)는 상완부(102)와 연결되며, 상기 회전부재(130)는 전완부(104)와 연결된다.

본 발명의 제2실시예에서 상기 고정부재(120)와 회전부재(130)는 완전한 원형의 형상을 가지는 것이 아니며, 일부만이 원호로 형성되어 상기 고정부재(120)는 제1곡면부(122)를, 상기 회전부재(130)는 제2곡면부(132)를 가진다. 따라서 상기 회전부재(130)는 상기 제1곡면부(122) 및 상기 제2곡면부(132)의 길이만큼 회전 운동이 가능하게 되며, 이를 이용해 인간의 팔꿈치에 대응되는 관절 움직임을 구현할 수 있게 된다.

한편 본 실시예의 경우, 연결풀리(170a, 170b, 170c, 170d)가 더 구비될 수 있다. 상기 연결풀리(170a, 170b, 170c, 170d)는 구동부로부터 손목 등 다른 관절 측으로 연장되는 타 와이어부가 상기 고정부재(120) 및 상기 회전부재(130)의 상대 회전에 간섭되지 않도록 연장 방향을 변경하는 구성요소이다.

구체적으로 본 실시예의 경우 제2연결풀리(170b)는 상기 고정부재(120)의 제1곡면부에 대한 중심점에 구비되며, 제1연결풀리(170a)는 제2연결풀리(170b)의 후방에 구비된다.

그리고 제3연결풀리(170c)는 상기 회전부재(130)의 제2곡면부에 대한 중심점에 구비되며, 제4연결풀리(170d)는 상기 제3연결풀리(170c)의 전방에 구비된다.

이때 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 타 와이어부(175a, 175b)는 인접한 각 연결풀리(170a~170d) 사이에서 서로 교차되도록 연결되며, 이에 따라 상완부(102) 및 전완부(104)가 어떤 각도를 이루더라도 타 와이어부(175a, 175b)의 길이는 변동되지 않게 된다.

따라서 팔꿈치 관절 어셈블리의 구동에 간섭받지 않고 구동력을 다른 관절 측으로 전달할 수 있게 된다.

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리의 내부 구조를 나타낸 도면이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 경우 상기 제1곡면부(122) 및 상기 제2곡면부(132)에 대한 회전 중심점을 서로 연결하는 지지바(180)가 구비된다.

상기 지지바(180)는 상기 고정부재(120) 및 상기 회전부재(130)의 상대 회전 시 이탈을 방지하도록 상기 고정부재(120) 및 상기 회전부재(130)지지하고, 더 나아가서는 상완부(102) 및 전완부(104)를 서로 연결하는를 역할을 수행한다. 그리고 본 실시예의 경우, 지지바(180)의 경량화를 위해 내측에 중공을 형성하였다.

이에 따라 상기 고정부재(120) 및 상기 회전부재(130)는 상기 지지바(180)의 양단을 축으로 하여 안정적으로 상대 회전될 수 있다.

또한 본 실시예의 경우, 고정부재(120)의 후방에 구비된 구동부(미도시)와 상기 고정부재(120)의 제1풀리(140a), 그리고 상기 구동부와 상기 고정부재(120)의 제2풀리(150a) 사이에 구비되어 상기 제1와이어부(160a) 및 상기 제2와이어부(160b)의 연장 방향을 변경하는 보조풀리(151)가 더 구비된다.

상기 보조풀리(151)가 구비되지 않는 경우, 회전부재(130)가 회전됨에 따라 상기 제1와이어부(160a) 및 상기 제2와이어부(160b)가 제1풀리(140a)와 제2풀리(150a)로부터 이탈될 가능성이 있다. 따라서 본 실시예의 경우 상기 제1와이어부(160a) 및 상기 제2와이어부(160b)가 상기 회전부재(130)의 회전에 영향받는 것을 방지하기 위해 상기 제1와이어부(160a) 및 상기 제2와이어부(160b)의 연장 방향을 변경할 수 있도록 보조풀리(151)를 더 구비한 것이다.

그리고 상기 보조풀리(151)는 상기 고정부재(120)의 바깥쪽 및 안쪽에 모두 구비될 수도 있다.

도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리에 있어서, 고정부재(120)의 모습을 나타낸 도면이며, 도 11는 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리에 있어서, 회전보조부재(125a, 125b)가 고정부재(120) 및 회전부재(130)에 권취된 모습을 나타낸 도면이다.

전술한 바와 같이, 상기 회전부재(130)와 고정부재(120)의 둘레에는, 상기 회전부재(130)와 고정부재(120)의 상대 회전 운동 시 정확한 경로를 따라 이동하도록 하기 위한 한 쌍의 회전보조부재(125a, 125b)가 구비될 수 있다. 그리고 상기 한 쌍의 회전보조부재(125a, 125b)는 상기 한 쌍의 회전보조부재(125a, 125b)는 상기 회전부재(130) 및 상기 고정부재(120)의 접점을 기준으로 교차된 상태를 가진다는 것은 이미 기술한 바가 있다.

그리고 본 실시예의 경우, 상기 고정부재(120) 및 상기 회전부재(130)의 둘레에는 상기 회전보조부재(125a, 125b)가 삽입되는 삽입홈(124)이 형성된다. 즉 상기 회전보조부재(125a, 125b)는 상기 삽입홈(124)에 삽입된 상태로 외부로 돌출되지 않으므로, 상기 고정부재(120) 및 상기 회전부재(130)의 회전을 간섭하지 않는다.

또한 본 실시예에서 상기 삽입홈(124)의 양단에는, 상기 회전보조부재(125a, 125b)의 양측을 고정할 수 있는 고정부(126a, 126b)가 각각 구비된다. 즉 상기 고정부(126a, 126b)가 구비됨으로 인해 상기 회전보조부재(125a, 125b)는 제1곡면부(122) 또는 제2곡면부(132)에 대응되는 부분만을 감싸도록 형성될 수 있다.

도 12은 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리에 있어서, 제1연결풀리(170a)의 모습을 자세히 나타낸 도면이다.

도 12에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 제1연결풀리(170a)는 회전축(171)을 기준으로 회전 가능하게 형성되며, 또한 복수 개의 와이어 수용홈(172)이 나란히 형성된다.

따라서 본 실시예의 경우 하나의 제1연결풀리(170a)만으로 복수의 와이어부가 동시에 감기도록 할 수 있으며, 이에 따라 그 구조를 보다 단순화할 수 있다. 즉 본 실시예에서 상기 제1연결풀리(170a)는 하나의 와이어 수용홈(172)이 형성된 풀리가 복수 개가 구비되어 측 방향으로 나란히 연결된 형태라고 볼 수 있으며, 이들은 각자 개별 회전될 수도 있음은 물론이다.

그리고 이와 같은 사항은, 제1연결풀리(170a)뿐 아니라 다른 연결풀리, 제1풀리, 제2풀리 및 보조풀리에도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리
110: 순환부재 120: 고정부재
122: 제1곡면부 130: 회전부재
132: 제2곡면부 140: 제1풀리
150: 제2풀리 151: 연결풀리
160a: 제1와이어부 160b: 제2와이어부
170a~170d: 연결풀리 180: 지지바

Claims (10)

1. 상완부에 연결되고, 둘레의 적어도 일부가 원호로 형성된 제1곡면부를 가지는 고정부재;
   전완부에 연결되고, 둘레의 적어도 일부가 상기 제1곡면부와 접하는 원호로 형성된 제2곡면부를 가지며, 상기 제1곡면부를 따라 회전되는 회전부재;
   상기 제1곡면부의 원호 중심점과 상기 제2곡면부의 원호 중심점을 기준으로, 상기 고정부재의 편심된 일측 및 상기 회전부재의 편심된 일측에 구비되어 적어도 한 쌍을 이루는 제1풀리;
   상기 제1곡면부의 원호 중심점과 상기 제2곡면부의 원호 중심점을 기준으로, 상기 고정부재의 편심된 타측 및 상기 회전부재의 편심된 타측에 구비되어 적어도 한 쌍을 이루는 제2풀리;
   상기 한 쌍의 제1풀리에 권취되며, 일측이 상기 고정부재의 후방 측으로 연장된 제1와이어부;
   상기 한 쌍의 제2풀리에 권취되며, 일측이 상기 고정부재의 후방 측으로 연장된 제2와이어부; 및
   상기 제1곡면부 및 상기 제2곡면부의 접점에서 교차하여, 상기 고정부재 및 상기 회전부재의 둘레를 동시에 감싸도록 구비되고, 상기 고정부재 및 상기 회전부재 간의 구름 운동을 유도하는 회전보조부재;
   를 포함하며,
   상기 고정부재 및 상기 회전부재의 둘레에는 상기 회전보조부재가 삽입되는 삽입홈이 형성된 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리.
2. 제1항에 있어서,
   상기 고정부재의 후방에 구비되며, 상기 제1와이어부 및 상기 제2와이어부를 서로 반대 방향으로 선형 이동시켜 상기 회전부재를 회전시키는 액추에이터를 포함하는 구동부를 더 포함하는 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리.
3. 제2항에 있어서,
   상기 구동부와 상기 고정부재의 제1풀리, 그리고 상기 구동부와 상기 고정부재의 제2풀리 사이에 구비되어 상기 제1와이어부 및 상기 제2와이어부의 연장 방향을 변경하는 보조풀리를 더 포함하는 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리.
4. 제3항에 있어서,
   상기 보조풀리는 상기 제1와이어부 및 상기 제2와이어부가 삽입되는 복수 개의 와이어 수용홈을 포함하는 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리.
5. 제4항에 있어서,
   상기 복수 개의 와이어 수용홈은 개별 회전 가능하게 형성된 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리.
6. 제2항에 있어서,
   상기 고정부재 및 상기 회전부재에 구비되고, 상기 구동부로부터 상기 회전부재의 전방에 구비된 다른 관절 어셈블리 측으로 연장되는 타 와이어부가 상기 고정부재 및 상기 회전부재의 상대 회전에 간섭되지 않도록 타 와이어부의 연장 방향을 변경하는 복수의 연결풀리를 더 포함하는 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리.
7. 제6항에 있어서,
   상기 타 와이어부는 복수 개가 구비되며, 상기 복수의 연결풀리 사이에서 교차되도록 연결되는 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1곡면부 및 상기 제2곡면부에 대한 회전 중심점을 서로 연결하고, 상기 고정부재 및 상기 회전부재를 지지하는 지지바를 더 포함하는 로봇 암의 팔꿈치 관절 어셈블리.
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