KR101924387B1 - 2단 하모닉 드라이브 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 2단 하모닉 드라이브는 제1 웨이브 제너레이터, 제1 플렉스 스플라인 및 제1 서큘러 스플라인을 포함하고, 제1 웨이브 제너레이터와 제1 플렉스 스플라인이 조립되어 제1 플렉스 스플라인 내부에 소정의 공간이 형성되는 제1 하모닉 드라이브, 및 공간에 적어도 일부가 배치되고, 제2 웨이브 제너레이터, 제2 플렉스 스플라인 및 제2 서큘러 스플라인을 포함하는 제2 하모닉 드라이브를 포함하고, 제2 하모닉 드라이브의 출력측이 제1 하모닉 드라이브의 제1 웨이브 제너레이터와 연결된다.

Description

2단 하모닉 드라이브{TWO-STAGE HARMONIC DRIVE}
본 발명은 2단 하모닉 드라이브에 관한 것으로, 구체적으로 2개의 하모닉 드라이브를 이용하여 2단 감속을 하면서도 감속기가 차지하는 공간을 최소화하는 2단 하모닉 드라이브에 관한 것이다.
하모닉 드라이브는 산업용 로봇, NC 공작기계, 반도체 제조장치 등에 널리 사용되는 것으로, 소형 경량이면서도, 전달 토크가 크고, 고 감속비를 얻을 수 있으며, 벡래쉬가 극히 적고, 각도 전달 정도와 회전 정도가 우수하다.
도 1 에는 하모닉 드라이브가 도시되어 있다. 이러한 하모닉 드라이브의 구성은, 도 1에서 도시된 바와 같이 입력측과 연결되는 타원형의 캠과 캠의 외주에 끼워지는 볼베어링으로 이루어진 웨이브 제너레이터(wave generator)와 웨이브 제너레이터의 외부에 끼워지며, 외부 일단부에는 치형이 형성되고, 타단부는 출력측과 연결되는 플렉스 스플라인(flex spline)과 내주면에 플렉스 스플라인의 치형과 동일한 치형이 형성되되, 잇수에 있어서 플렉스 스플라인의 잇수에 비해 약 2 ~ 4개가 더 많게 형성된 서큘러 스플라인(circular spline)으로 이루어져 있다.
하모닉 드라이브의 작동에 대하여, 간단히 설명하면, 입력측과 연결된 캠이 회전하게 되면 플렉스 스플라인은 웨이브 제너레이터의 회전에 의해 타원형으로 변형하여 타원의 장축 부분에서 서큘러 스플라인의 기어이와 맞물리게 되고, 단축부분에서는 기어이가 서로 떨어진 상태를 유지하게 된다. 서큘러 스플라인을 고정한 상태에서 웨이브 제너레이터를 시계방향으로 회전시키면 플렉스 스플라인은 탄성 변형하게 되고, 서큘러 스플라인과 맞물리는 기어이의 위치는 순차적으로 이동한다. 웨이브 제너레이터가 완전히 일회전하게 되면 플렉스 스플라인은 서큘러 스플라인과의 잇수차이만큼 웨이브 제너레이터의 회전방향과 반대방향으로 서행 회전하게 됨으로써 감속된 회전력을 얻을 수 있게 되는 것이다.
하모닉 드라이브에 관한 연구에는 감속기를 플라스틱으로 만들어 생산 단가를 낮추려는 연구가 있고, 웨이브 제너레이터에 구비되는 웨이브 베어링의 개수를 줄임으로써 웨이브 제너레이터를 제작 및 조립하는데 소요되는 비용과 시간을 절감하는 세라믹 베어링을 구비한 하모닉 감속기를 제공하는 연구가 있다.
다른 연구로, 시스템에 사용되는 감속기의 원하는 감속비를 얻기 위해, 하모닉 드라이브를 여러 개 배치할 수 있다. 다만, 시스템에 적합한 고 감속비를 갖는 감속기를 얻기 위해 하모닉 드라이브를 여러 개 배치하게 되면, 감속기의 부피가 커지고, 설치하는데 있어 공간상 제약이 따르게 된다.
대한민국 공개특허 제10-2007-0070654호 (공고일자 2007년 07월 04일) 대한민국 공개특허 제10-2016-0001343호 (공개일자 2016년 01월 06일)
본 발명의 목적은 하모닉 드라이브를 구성하는 플렉스 스플라인 내부의 공간에 또 하나의 하모닉 드라이브의 적어도 일부를 배치하여 시스템에 적합한 고 감속비를 지니는 2단 하모닉 드라이브를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 하모닉 드라이브를 구성하는 플렉스 스플라인 내부의 공간에 또 하나의 하모닉 드라이브의 적어도 일부를 배치함으로써, 2단 감속을 하면서도 감속기가 차지하는 공간을 최소화하는 2단 하모닉 드라이브를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상기 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 2단 하모닉 드라이브는 제1 웨이브 제너레이터, 제1 플렉스 스플라인, 제1 서큘러 스플라인으로 구성된 제 1 하모닉 드라이브 및 제2 웨이브 제너레이터, 제2 플렉스 스플라인, 제2 서큘러 스플라인으로 구성된 제2 하모닉 드라이브를 포함하고, 제1 플레스 스플라인 내부에 소정의 공간이 형성되도록 제1 웨이브 제너레이터와 제1 플렉스 스플라인이 조립되며, 제2 하모닉 드라이브의 적어도 일부가 상기 공간에 배치되고 제2 하모닉 드라이브의 출력측이 제1 하모닉 드라이브의 제1 웨이브 제너레이터와 연결되는 구조를 지닌다. 이러한 본 발명의 2단 하모닉 드라이브는 제1 플렉스 스플라인 내부의 소정 공간에 제2 하모닉 드라이브의 적어도 일부를 배치하므로 감속기가 차지하는 공간을 최소화할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 공간에 제2 플렉스 스플라인의 적어도 일부가 포함된다.
일 실시 예에 의하면, 상기 공간에 제2 하모닉 드라이브 전부가 배치된다.
일 실시 예에 의하면, 제1 하모닉 드라이브는 Hat Type 하모닉 드라이브이다.
일 실시 예에 의하면, 베이스 부재를 더 포함하고, 제1 서큘러 스플라인 또는 제1 플렉스 스플라인 중 어느 하나가 베이스 부재에 고정되고, 제2 서큘러 스플라인은 베이스 부재에 고정되고, 제2 플렉스 스플라인이 제2 하모닉 드라이브의 출력측과 연결되고, 제2 하모닉 드라이브는 Cup Type 하모닉 드라이브이다.
일 실시 예에 의하면, 베이스 부재는 제1 베이스 부재 및 제2 베이스 부재를 포함하고, 제1 베이스 부재는 제1 서큘러 스플라인 또는 제1 플렉스 스플라인 중 어느 하나를 고정하고, 제2 베이스 부재는 제2 서큘러 스플라인을 고정한다.
일 실시 예에 의하면, 베이스 부재를 더 포함하고, 제1 서큘러 스플라인 또는 제1 플렉스 스플라인 중 어느 하나가 베이스 부재에 고정되고, 제2 플렉스 스플라인은 베이스 부재에 고정되고, 제2 서큘러 스플라인이 제2 하모닉 드라이브의 출력측과 연결되고, 제2 하모닉 드라이브는 Hat Type 하모닉 드라이브이다.
일 실시 예에 의하면, 베이스 부재는 제1 베이스 부재 및 제2 베이스 부재를 포함하고, 제1 베이스 부재는 제1 서큘러 스플라인 또는 제1 플렉스 스플라인 중 어느 하나를 고정하고, 제2 베이스 부재는 제2 플렉스 스플라인을 고정한다.
일 실시 예에 의하면, 제2 하모닉 드라이브의 입력측은 제2 웨이브 제너레이터와 연결되고, 입력측에 풀리 또는 기어가 배치되어 동력이 전달된다.
본 발명의 실시 예에 따른 2단 하모닉 드라이브는, 사용자가 원하는 시스템에 적합한 고 감속비를 지니는 2단 하모닉 드라이브 얻을 수 있다.
또한, 2단 감속을 하면서도 감속기가 차지하는 공간을 최소화할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 하모닉 드라이브의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 Cup Type 하모닉 드라이브 및 Hat Type 하모닉 드라이브를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 2단 하모닉 드라이브를 나타내는 배치도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 2단 하모닉 드라이브에서 중심축이 중실형 및 중공형인 경우를 나타내는 단면도이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성요소 중 종래기술에 의하여 통상의 기술자가 명확하게 파악할 수 있고 용이하게 재현할 수 있는 것에 관하여는 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위하여 그 구체적인 설명을 생략하도록 한다.
이하에서는, 본 발명에 따른 2단 하모닉 드라이브에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 하모닉 드라이브의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 1을 참고하면, 하모닉 드라이브는 웨이브 제너레이터(Wave Generator), 플렉스 스플라인(flex Spline) 및 서큘러 스플라인(Circular Spline)을 포함하여 이루어진다. 웨이브 제너레이터(10)는 타원형상의 캠 외주에 박육(搏肉)의 볼베어링이 조립되어 타원형상을 이룬다. 베어링의 내륜은 캠에 고정되어 있지만 외륜은 볼을 매개로 탄성변형을 한다. 일반적으로 입력측에 취부된다. 플렉스 스플라인(20)은 박육의 컵 형상을 한 금속 탄성체의 부품이다. 컵의 개구부 외주면에 치(齒)가 새겨져 있고, 플렉스 스플라인(20)의 아래를 다이어프램이라고 부르며, 통상 출력측으로 취부된다. 서큘러 스플라인은 강체 링 형상의 부품이며, 내주면에 플렉스 스플라인(20)과 맞물릴 수 있는 치가 새겨져 있고, 플렉스 스플라인(20)보다 치가 2매 정도 많게 구성된다. 일반적으로 하우스에 고정된다.
하모닉 드라이브의 작동에 대하여, 간단하게 설명하면, 플렉스 스플라인(20)은 웨이브 제너레이터(10)에 의해 타원 형상으로 변형되고 타원은 장축 부분에서 서큘러 스플라인과 치가 맞물리고, 단축 부분에서 치가 완전히 분리된 상태로 된다. 서큘러 스플라인을 고정하고 웨이브 제너레이터(10)를 시계방향으로 회전하면 플렉스 스플라인(20)은 탄성 변형하고, 서큘러 스플라인과의 치의 맞물림에 의해 순차적으로 이동된다. 웨이브 제너레이터(10)가 시계방향으로 180도 까지 회전하면 플렉스 스플라인(20)은 치수 1매분만 반시계방향으로 이동한다. 웨이브 제너레이터(10)가 1회전하면 플렉스 스플라인(20)은 서큘러 스플라인 보다 치가 2매정도 적기 때문에 웨이브 제너레이터(10)의 회전방향과는 반대방향으로 치차 2매분 만큼 이동한다. 일반적으로 이 이동을 출력으로 취부하여 사용을 한다.
도 2는 Cup Type 하모닉 드라이브 및 Hat Type 하모닉 드라이브를 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 2단 하모닉 드라이브를 나타내는 배치도이다.
도 2를 참조하면, 도 2의 (a)는 Cup Type 하모닉 드라이브이며, 도 2의 (b)는 Hat Type 하모닉 드라이브이다. Cup Type 하모닉 드라이브는 플렉스 스플라인(20)이 컵 형상을 하고 있으며, Hat Type 하모닉 드라이브는 플렉스 스플라인(20)이 모자 형상(바깥쪽으로 열린 형상)을 하고 있다.
도 3을 참조하면, 도 3의 (a)는 소정의 공간(100)에 제2 하모닉 드라이브(600) 전부가 배치된 도면이고, 도 3의 (b)는 소정의 공간(100)에 제2 하모닉 드라이브(600) 일부가 배치된 도면이다.
Cup Type과 Hat Type 하모닉 드라이브는 웨이브 제너레이터(10)와 플렉스 스플라인(20)이 조립됐을 경우, 플렉스 스플라인(20) 내부에 소정의 공간(100)이 형성된다. 본 발명은 소정의 공간(100)에 또 하나의 하모닉 드라이브의 적어도 일부를 배치하여 2단 감속을 하면서도 감속기가 차지하는 공간을 최소화하려는 데 그 목적이 있다.
산업현장에서는 고 토크가 필요하지만 고속이 요구되지 않는 경우 고 감속비의 감속기를 사용하는 것이 좋은 해결방안 중 하나이나, 경우에 따라 구성하려고 하는 시스템에 적합한 고 감속비를 갖는 감속기를 구현하기 어려울 수 있다. 이와 같은 경우, 2단 감속을 함으로써 고 감속비를 구현하는 것이 가능하지만, 2개의 감속기가 사용되는 만큼 감속기가 차지하는 공간이 커지고 설계상 제약이 따르게 된다. 따라서, 감속기가 차지하는 공간을 최소화하기 위해 플렉스 스플라인(20) 내부의 소정의 공간(100)에 하모닉 드라이브 전체 또는 적어도 일부를 더 배치할 수 있는 방안을 모색하고자 한다.
본 발명의 실시 예에 따라, 산업현장에서 구현하려고 하는 시스템에 사용되는 하모닉 드라이브의 감속비가 ab:1인 경우, 감속비가 a:1인 제1 하모닉 드라이브와 감속비가 b:1인 제2 하모닉 드라이브를 연속하여 배치할 수 있다. 경우에 따라, 좁은 공간에 2개의 하모닉 드라이브를 배치하는 경우 공간상 제약이 따르므로, 이를 해결하기 위해 제1 하모닉 드라이브(500)의 플렉스 스플라인(120) 내에 제2 하모닉 드라이브(600) 전부 또는 적어도 일부를 배치할 수 있다.
도 3의 (a)를 참조하면, 본 발명의 2단 하모닉 드라이브는 소정의 공간(100)에 제2 하모닉 드라이브(600) 전부가 배치될 수 있다. 이 경우의 제2 하모닉 드라이브(600)는 제1 플렉스 스플라인(120) 내부에 배치될 수 있다.
도 3의 (b)를 참조하면, 본 발명의 2단 하모닉 드라이브는 소정의 공간(100)에 제2 하모닉 드라이브(600) 적어도 일부가 배치될 수 있다. 이 경우 소정의 공간(100)에는 제2 플렉스 스플라인(220)의 적어도 일부가 포함될 수 있다.
구체적으로, 제1 하모닉 드라이브(500)는 제1 웨이브 제너레이터(110), 제1 플렉스 스플라인(120) 및 제1 서큘러 스플라인(130)을 포함하고, 제1 웨이브 제너레이터(110)와 제1 플렉스 스플라인(120)이 조립되어 제1 플렉스 스플라인(120) 내부에 소정의 공간(100)이 형성될 수 있다. 제2 하모닉 드라이브(600)는 제2 웨이브 제너레이터(210), 제2 플렉스 스플라인(220) 및 제2 서큘러 스플라인(230)을 포함하고, 제2 하모닉 드라이브(600)의 적어도 일부는 소정의 공간(100)에 배치될 수 있다. 이 경우, 제2 하모닉 드라이브(600)의 출력측이 제1 하모닉 드라이브(500)의 제1 웨이브 제너레이터(110)와 연결될 수 있다.
하모닉 드라이브의 출력측은 사용자가 원하는 설계 형태에 따라 서큘러 스플라인과 고정될 수도 있고, 플렉스 스플라인과 고정될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 2단 하모닉 드라이브에서 중심축이 중실형 및 중공형인 경우를 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 2단 하모닉 드라이브는 베이스 부재(700)를 더 포함할 수 있다. 베이스 부재(700)는 고정부를 의미한다. 즉, 제1 및 제2 하모닉 드라이브(500, 600)의 일부 구성요소를 고정시키는 역할을 한다. 제1 하모닉 드라이브(500)의 제1 서큘러 스플라인(130) 또는 제1 플렉스 스플라인(120) 중 어느 하나는 베이스 부재(700)에 고정될 수 있고, 제2 하모닉 드라이브(600)의 제2 서큘러 스플라인(230) 또는 제2 플렉스 스플라인(220) 중 어느 하나는 베이스 부재(700)에 고정될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 베이스 부재(700)는 하나 또는 그 이상 사용될 수 있고, 다양한 형태로 형성될 수 있다.
제1 및 제2 하모닉 드라이브(500, 600)의 일부 구성요소가 베이스 부재(700)에 고정되는 경우에 2단 하모닉 드라이브의 연결관계를 제1 실시 예와 제2 실시 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
- 제1 실시 예
본 발명의 2단 하모닉 드라이브는 베이스 부재(700)를 더 포함할 수 있고, 제2 하모닉 드라이브(600)의 입력측은 제2 웨이브 제너레이터(210)와 연결될 수 있다. 제1 서큘러 스플라인(130) 또는 제1 플렉스 스플라인(120) 중 어느 하나가 베이스 부재(700)에 고정될 수 있고, 제2 서큘러 스플라인(230)이 베이스 부재(700)에 고정될 경우에는 제2 플렉스 스플라인(220)이 제2 하모닉 드라이브(600)의 출력측과 연결될 수 있다. 제2 하모닉 드라이브(600)의 출력측은 제1 하모닉 드라이브(500)의 제1 웨이브 제너레이터(110)와 연결될 수 있다. 이 경우 제1 하모닉 드라이브(500)는 Hat Type 하모닉 드라이브이고, 제2 하모닉 드라이브(600)는 Cup Type 하모닉 드라이브일 수 있다.
본 실시 예에서, 제1 서큘러 스플라인(130)이 베이스 부재(700)에 고정될 경우에는 제1 플렉스 스플라인(120)이 제1 하모닉 드라이브(500)의 출력측과 연결될 수 있고, 제1 플렉스 스플라인(120)이 베이스 부재(700)에 고정될 경우에는 제1 서큘러 스플라인(130)이 제1 하모닉 드라이브(500)의 출력측과 연결될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라, 하나의 베이스 부재(700)를 사용할 수 있다. 제1 서큘러 스플라인(130) 또는 제1 플렉스 스플라인(120) 중 어느 하나가 베이스 부재(700)에 고정될 수 있고, 이 베이스 부재(700)에 제2 서큘러 스플라인(230)도 고정될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따라, 복수의 베이스 부재(700)를 사용할 수 있다. 베이스 부재(700)는 제1 베이스 부재 및 제2 베이스 부재를 포함할 수 있고, 제1 베이스 부재는 제1 서큘러 스플라인(130) 또는 제1 플렉스 스플라인(120) 중 어느 하나를 고정할 수 있고, 제2 베이스 부재는 제2 서큘러 스플라인(230)을 고정할 수 있다.
- 제2 실시 예
본 발명의 2단 하모닉 드라이브는 베이스 부재(700)를 더 포함할 수 있고, 제2 하모닉 드라이브(600)의 입력측은 제2 웨이브 제너레이터(210)와 연결될 수 있다. 제1 서큘러 스플라인(130) 또는 제1 플렉스 스플라인(120) 중 어느 하나가 베이스 부재(700)에 고정될 수 있고, 제2 플렉스 스플라인(220)이 베이스 부재(700)에 고정될 경우에는 제2 서큘러 스플라인(230)이 제2 하모닉 드라이브(600)의 출력측과 연결될 수 있다. 제2 하모닉 드라이브(600)의 출력측은 제1 하모닉 드라이브(500)의 제1 웨이브 제너레이터(110)와 연결될 수 있다. 이 경우 제1 하모닉 드라이브(500)는 Hat Type 하모닉 드라이브이고, 제2 하모닉 드라이브(600)는 Hat Type 하모닉 드라이브일 수 있다.
본 실시 예에서, 제1 서큘러 스플라인(130)이 베이스 부재(700)에 고정될 경우에는 제1 플렉스 스플라인(120)이 제1 하모닉 드라이브(500)의 출력측과 연결될 수 있고, 제1 플렉스 스플라인(120)이 베이스 부재(700)에 고정될 경우에는 제1 서큘러 스플라인(130)이 제1 하모닉 드라이브(500)의 출력측과 연결될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라, 하나의 베이스 부재(700)를 사용할 수 있다. 제1 서큘러 스플라인(130) 또는 제1 플렉스 스플라인(120) 중 어느 하나가 베이스 부재(700)에 고정될 수 있고, 이 베이스 부재(700)에 제2 플렉스 스플라인(220)도 고정될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따라, 복수의 베이스 부재(700)를 사용할 수 있다. 베이스 부재(700)는 제1 베이스 부재 및 제2 베이스 부재를 포함할 수 있고, 제1 베이스 부재는 제1 서큘러 스플라인(130) 또는 제1 플렉스 스플라인(120) 중 어느 하나를 고정할 수 있고, 제2 베이스 부재는 제2 플렉스 스플라인(220)을 고정할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 도 4의 (a)는 중심축이 중실형인 하모닉 드라이브이고, 도 4의 (b)는 중심축이 중공형인 하모닉 드라이브이다. 중심축이 중공형인 하모닉 드라이브는 축의 중심부가 비어있는 구조이며, 중심축이 중실형인 하모닉 드라이브는 축의 중심부가 비어 있지 않은 구조이다. 중심축이 중공형인 경우는 하모닉 드라이브를 구동하는 모터 등의 케이블을 중심축 내부에 배치할 수 있어 일반적으로 많이 사용되고 있다.
본 발명의 실시 예에 따라, 제1 하모닉 드라이브(500)와 제2 하모닉 드라이브(600)를 연결하는 축은 중공형 또는 중실형일 수 있다. 본 발명의 2단 하모닉 드라이브는 중심축이 중공형 및 중실형 어느 경우든 제작될 수 있고, 사용될 수 있다.
도 3에서 제1 하모닉 드라이브(500)는 Hat Type 하모닉 드라이브이고, 제2 하모닉 드라이브(600)는 Cup Type 하모닉 드라이브이다. 도 4의 (a)에서 제1 하모닉 드라이브(500)는 Hat Type 하모닉 드라이브이고, 제2 하모닉 드라이브(600)는 Cup Type 하모닉 드라이브이며, 도 4의 (b)에서 제1 및 제2 하모닉 드라이브(500, 600)는 Hat Type 하모닉 드라이브이다. 도 3 및 도 4에 나타난 제1 및 제2 하모닉 드라이브(500, 600)의 종류는 도면에 나타난 것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예에 따라, 제1 하모닉 드라이브(500)는 Hat Type 하모닉 드라이브 또는 Cup Type 하모닉 드라이브일 수 있고, 제2 하모닉 드라이브(600)는 Hat Type 하모닉 드라이브 또는 Cup Type 하모닉 드라이브일 수 있다. 시스템에 적합한 감속기를 구현하기 위하여, 사용자는 제1 및 제2 하모닉 드라이브(500, 600)를 Hat Type 하모닉 드라이브 또는 Cup Type 하모닉 드라이브 중에서 선택하여 2단 하모닉 드라이브를 구현할 수 있다.
도 4에 도시되어 있는 본 발명의 실시 예를 좀더 구체적으로 설명하면,
도 4의 (a)의 경우에는, 제2 하모닉 드라이브(600)의 입력측은 제2 웨이브 제너레이터(210)와 연결되고, 제2 서큘러 스플라인(230)이 베이스 부재(700)에 고정되어 있으며, 제2 웨이브 제너레이터(210)의 회전으로 제2 플렉스 스플라인(220)이 제2 웨이브 제너레이터(210)의 회전방향과 반대방향으로 회전한다. 제2 플렉스 스플라인(220)은 제2 하모닉 드라이브(600)의 출력측과 연결된다. 제2 하모닉 드라이브(600)의 출력측은 제1 하모닉 드라이브(500)의 제1 웨이브 제너레이터(110)와 연결된다. 제1 플렉스 스플라인(120)이 베이스 부재(700)에 고정되어 있으며, 제1 웨이브 제너레이터(110)의 회전운동으로 제1 서큘러 스플라인(130)이 제1 웨이브 제너레이터(110)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전한다. 제1 서큘러 스플라인(130)이 제1 하모닉 드라이브(500)의 출력측과 연결된다.
이와 같이, 도 4의 (a)의 경우에는 제2 서큘러 스플라인(230)이 고정되어 있고, 제2 플렉스 스플라인(220)이 제2 하모닉 드라이브(600)의 출력측과 연결되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 실시 예에 따라, 사용자는 제2 플렉스 스플라인(220)을 고정하고, 제2 서큘러 스플라인(230)을 제2 하모닉 드라이브(600)의 출력측과 연결할 수 있다. 마찬가지로, 도 4의 (a)의 경우, 제1 플렉스 스플라인(120)이 고정되어 있고, 제1 서큘러 스플라인(130)이 제1 하모닉 드라이브(500)의 출력측과 연결되지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 실시 예에 따라, 사용자는 제1 서큘러 스플라인(130)을 고정하고, 제1 플렉스 스플라인(120)을 제1 하모닉 드라이브(500)의 출력측과 연결할 수 있다.
도 4의 (b)의 경우에는, 제2 하모닉 드라이브(600)의 입력측은 제2 웨이브 제너레이터(210)와 연결되고, 제2 플렉스 스플라인(220)이 베이스 부재(700)에 고정되어 있으며, 제2 웨이브 제너레이터(210)의 회전운동으로 제2 서큘러 스플라인(230)이 제2 웨이브 제너레이터(210)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전한다. 제2 서큘러 스플라인(230)은 제2 하모닉 드라이브(600)의 출력측과 연결된다. 제2 하모닉 드라이브(600)의 출력측은 제1 하모닉 드라이브(500)의 제1 웨이브 제너레이터(110)와 연결된다. 제1 플렉스 스플라인(120)이 베이스 부재(700)에 고정되어 있으며, 제1 웨이브 제너레이터(110)의 회전운동으로 제1 서큘러 스플라인(130)이 제1 웨이브 제너레이터(110)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전한다. 제1 서큘러 스플라인(130)이 제1 하모닉 드라이브(500)의 출력측과 연결된다.
이와 같이, 도 4의 (b)의 경우에는 제2 플렉스 스플라인(220)이 고정되어 있고, 제2 서큘러 스플라인(230)이 제2 하모닉 드라이브(600)의 출력측과 연결되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 실시 예에 따라, 사용자는 제2 서큘러 스플라인(230)을 고정하고, 제2 플렉스 스플라인(220)을 제2 하모닉 드라이브(600)의 출력측과 연결할 수 있다. 마찬가지로, 도 4의 (b)의 경우, 제1 플렉스 스플라인(120)이 고정되어 있고, 제1 서큘러 스플라인(130)이 제1 하모닉 드라이브(500)의 출력측과 연결되지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 실시 예에 따라, 사용자는 제1 서큘러 스플라인(130)을 고정하고, 제1 플렉스 스플라인(120)을 제1 하모닉 드라이브(500)의 출력측과 연결할 수 있다.
본 발명의 2단 하모닉 드라이브는 실시 예에 따라, 제2 하모닉 드라이브(600)의 입력측은 제2 웨이브 제너레이터(210)와 연결될 수 있고, 입력측에는 풀리 또는 기어가 배치되어 동력이 전달될 수 있다. 입력측에 풀리 또는 기어를 배치할 경우, 더 세분화 된 감속비를 구현할 수 있고, 모터가 차지하는 위치를 변경할 수 있어 공간 활용성을 높일 수 있다.
본 발명에서의 입력측과 출력측은 각각 입력축과 출력축을 포함하는 개념이며, 입력측은 입력을 전달하는 역할을, 출력측은 출력을 전달하는 역할을 수행한다.
본 발명의 실시 예에 따른 2단 하모닉 드라이브는, 하모닉 드라이브를 구성하는 플렉스 스플라인(20) 내부의 공간(100)에 또 하나의 하모닉 드라이브를 배치하여 시스템에 적합한 고 감속비를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 2단 하모닉 드라이브는, 하모닉 드라이브를 구성하는 플렉스 스플라인(20) 내부의 공간(100)에 또 하나의 하모닉 드라이브를 배치함으로써, 2단 감속을 하면서도 감속기가 차지하는 공간을 최소화할 수 있다.
이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 즉, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 웨이브 제너레이터 20: 플렉스 스플라인
100: 공간 110: 제1 웨이브 제너레이터
120: 제1 플렉스 스플라인 130: 제1 서큘러 스플라인
210: 제2 웨이브 제너레이터 220: 제2 플렉스 스플라인
230: 제2 서큘러 스플라인 500: 제1 하모닉 드라이브
600: 제2 하모닉 드라이브 700: 베이스 부재

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 웨이브 제너레이터, 제1 플렉스 스플라인 및 제1 서큘러 스플라인을 포함하고, 상기 제1 웨이브 제너레이터와 상기 제1 플렉스 스플라인이 조립되어 상기 제1 플렉스 스플라인 내부에 소정의 공간이 형성되는 제1 하모닉 드라이브;
    상기 공간에 적어도 일부가 배치되고, 제2 웨이브 제너레이터, 제2 플렉스 스플라인 및 제2 서큘러 스플라인을 포함하는 제2 하모닉 드라이브; 및
    베이스 부재;를 포함하고,

    상기 제2 하모닉 드라이브의 출력측이 상기 제1 하모닉 드라이브의 상기 제1 웨이브 제너레이터와 연결되고,
    상기 제1 서큘러 스플라인 또는 상기 제1 플렉스 스플라인 중 어느 하나가 상기 베이스 부재에 고정되고,
    상기 제2 서큘러 스플라인은 상기 베이스 부재에 고정되고,
    상기 제2 플렉스 스플라인이 상기 제2 하모닉 드라이브의 출력측과 연결되고,
    상기 제1 하모닉 드라이브는 Hat Type 하모닉 드라이브이고,
    상기 제2 하모닉 드라이브는 Cup Type 하모닉 드라이브인,
    2단 하모닉 드라이브.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 베이스 부재는 제1 베이스 부재 및 제2 베이스 부재를 포함하고,
    상기 제1 베이스 부재는 상기 제1 서큘러 스플라인 또는 상기 제1 플렉스 스플라인 중 어느 하나를 고정하고,
    상기 제2 베이스 부재는 상기 제2 서큘러 스플라인을 고정하는,
    2단 하모닉 드라이브.
  7. 제1 웨이브 제너레이터, 제1 플렉스 스플라인 및 제1 서큘러 스플라인을 포함하고, 상기 제1 웨이브 제너레이터와 상기 제1 플렉스 스플라인이 조립되어 상기 제1 플렉스 스플라인 내부에 소정의 공간이 형성되는 제1 하모닉 드라이브;
    상기 공간에 적어도 일부가 배치되고, 제2 웨이브 제너레이터, 제2 플렉스 스플라인 및 제2 서큘러 스플라인을 포함하는 제2 하모닉 드라이브; 및
    베이스 부재;를 포함하고,

    상기 제2 하모닉 드라이브의 출력측이 상기 제1 하모닉 드라이브의 상기 제1 웨이브 제너레이터와 연결되고,
    상기 제1 서큘러 스플라인 또는 상기 제1 플렉스 스플라인 중 어느 하나가 상기 베이스 부재에 고정되고,
    상기 제2 플렉스 스플라인은 상기 베이스 부재에 고정되고,
    상기 제2 서큘러 스플라인이 상기 제2 하모닉 드라이브의 출력측과 연결되고,
    상기 제1 하모닉 드라이브는 Hat Type 하모닉 드라이브이고,
    상기 제2 하모닉 드라이브는 Hat Type 하모닉 드라이브인,
    2단 하모닉 드라이브.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 베이스 부재는 제1 베이스 부재 및 제2 베이스 부재를 포함하고,
    상기 제1 베이스 부재는 상기 제1 서큘러 스플라인 또는 상기 제1 플렉스 스플라인 중 어느 하나를 고정하고,
    상기 제2 베이스 부재는 상기 제2 플렉스 스플라인을 고정하는,
    2단 하모닉 드라이브.
  9. 제5항 또는 제7항에 있어서,
    상기 공간에 상기 제2 플렉스 스플라인의 적어도 일부가 포함되는, 2단 하모닉 드라이브.
  10. 제5항 또는 제7항에 있어서,
    상기 공간에 상기 제2 하모닉 드라이브 전부가 배치되는, 2단 하모닉 드라이브.
  11. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 하모닉 드라이브의 입력측은 상기 제2 웨이브 제너레이터와 연결되고,
    상기 입력측에 풀리 또는 기어가 배치되어 동력이 전달되는, 2단 하모닉 드라이브.
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