KR102005993B1 - 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치 - Google Patents

기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치는 내부에 공간을 형성하는 제1회전부재, 제1회전부재의 내부를 일 부분이 배치되는 코어부재, 코어부재의 일부에 감겨서 제어장치로부터 전원을 수신하여 코어부재에 자기장을 형성하는 코일, 제1회전부재의 외주면에 마련되어 모듈레이팅된 전원을 유동부로 전송하는 구동선, 전원공급부를 제어하는 제어장치를 포함한다.

Description

기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치{Apparatus for transmitting both mechanical and electrical power}
본 발명은 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로봇 등의 제품에 전원이나 제어신호를 거리에 제약없이 효율적으로 전송하기 위한 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 로봇이란 본래 사람의 모습을 한 인형 내부에 기계장치를 조립해 넣고, 손발과 그 밖의 부분을 본래의 사람과 마찬가지로 동작하는 자동인형을 가리켰다. 이러한 로봇은 입력신호 또는 주위 환경 조건 등을 검출하는 센서를 갖추고, 측정결과에 따라서 자신이 적절한 반응 또는 행동을 일으키기 위하여 필요한 조작 장치, 유도 장치, 프로그램 등을 내장하고 있는 기계시스템이다.
그리고 이러한 로봇의 이용 범위는 점차 다양해지고 있다. 특히 공장 등에서 생산에 활용하는 고정된 산업용 로봇과 달리 인간의 생활을 윤택하게 하기 위해 인간과 근접하여 활동하는 생활 로봇은 그 응용분야가 빠른 속도로 넓어지고 있다.
자체적인 동력으로 이동이 가능한 생활 로봇은 현재 방문자를 안내하는 기본적인 기능은 물론 청소, 순찰, 감시, 경계, 운반 뿐만 아니라 간호, 육아, 교육, 놀이 등에도 폭넓게 활용되고 있다. 향후 이동이 가능한 생활 로봇은 인간의 생활에 매우 중요한 역할을 담당하여 다양한 로봇이 보급될 것으로 예상된다.
향후 이동이 가능한 생활 로봇이 확대 보급되면 정해진 공간 안에서 다수의 로봇이 동시에 다양한 기능을 수행하게 될 것이다. 어떤 로봇은 감시 임무를 수행하고 어떤 로봇은 운반 임무를 수행하고 어떤 로봇은 청소 임무를 수행하게 될 것이다.
이러한 로봇에서 기계적 구동전달과 함께 전원이나 제어신호를 전송하기 위해서 많은 연구가 실행되고 있다.
그러나, 로봇 등의 위해서 리니어 스테이지를 스트로크 제약없이 길게 늘이게 되면, 3개의 리니어 스테이지를 조립하여 직교좌표 로봇시스템을 구성하면, 종래에는 기본축의 유동부(스테이지)위에 추가되는 구동시스템들을 얹어야 하므로 유동부(스테이지)위에 올라는 시스템에 전력 및 제어신호 등을 전달하는 전선(케이블)이 따라가야 하고 이 전선들은 기본축 움직임에 따라 길이가 가변되거나 알아서 자동으로 감기고 풀리는 등의 조치가 해야 하는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허 제10-2001-0048738호
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 기계적 구동력 전달과 전기적 전력 및 제어신호를 동시에 전달할 수 있는 전송장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치는 내부에 공간을 형성하는 제1회전부재, 상기 제1회전부재의 상기 내부를 일 부분이 배치되는 코어부재, 상기 코어부재의 일부에 감겨서 제어장치로부터 전원을 수신하여 상기 코어부재에 자기장을 형성하는 코일, 상기 제1회전부재의 외주면에 마련되어 모듈레이팅된 전원을 유동부로 전송하는 구동선, 전원공급부를 제어하는 제어장치를 포함한다.
상기 제어장치는 제어부, 모듈레이터, 모터 드라이버를 포함하되, 상기 제어부는 상기 전원공급부를 제어하고, 상기 모듈레이터는 전원 또는 제어신호를 모듈레이팅하고, 상기 모터 드라이버는 상기 제어부의 제어에 따라 모터의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치는 모터를 구동하여 구동전달부재와 연결된 상기 제1회전부재를 동작하는 모터부를 더 포함하되, 상기 제1회전부재는 상기 구동전달부재가 접촉하는 구동전달부재 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유동부는 디모듈레이터를 포함하되, 상기 디모듈레이터는 상기 구동선을 통해서 상기 전원 또는 제어신호를 수신하여, 상기 전원 또는 상기 제어신호를 디모듈레이팅하고, 디모듈레이팅된 상기 전원 또는 제어신호를 상기 유동부에 마련되는 시스템에 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치는 내부에 공간을 형성하는 제1회전부재, 상기 제1회전부재의 상기 내부를 일 부분이 배치되는 코어부재, 상기 코어부재의 일부에 감겨서 제어장치로부터 전원을 수신하여 상기 코어부재에 자기장을 형성하는 코일, 상기 제1회전부재의 외주면에 마련되어 모듈레이팅된 전원을 유동부로 전송하는 구동선, 전원을 생성하는 제어장치를 포함하되, 상기 제어장치는 제어신호를 송수신하는 무선송수신부와 전원의 모듈레이팅을 수행하는 모듈레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치는 모터를 구동하여 구동전달부재와 연결된 상기 제1회전부재를 동작하는 모터부를 더 포함하되, 상기 제1회전부재는 상기 구동전달부재가 접촉하는 구동전달부재 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유동부는 디모듈레이터를 포함하되, 상기 디모듈레이터는 상기 구동선을 통해서 모듈레이팅된 상기 전원을 수신하여, 상기 전원의 디모듈레이팅하고, 디모듈레이팅된 상기 전원을 상기 유동부에 마련되는 시스템에 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치는 내부에 공간을 형성하는 제1회전부재, 상기 제1회전부재의 상기 내부를 일 부분이 배치되는 코어부재, 상기 코어부재의 일부에 감겨서 제어장치로부터 전원을 수신하여 상기 코어부재에 자기장을 형성하는 코일, 상기 제1회전부재의 외주면에 마련되어 모듈레이팅된 전원을 원형운동 유동부로 전송하는 구동선, 전원공급부를 제어하는 제어장치를 포함하되, 상기 원형운동 유동부는 외부에 구동선과 원형운동 코일이 감싸고 있는 원형운동 회전부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 원형운동 유동부는, 상기 원형운동 회전부재의 일부분에 고정되어 상기 원형운동 회전부재와 원형부재 디모듈레이터를 연결하는 원형운동 연결부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 원형운동 유동부는, 원형부재 연결부재의 일 끝단에 배치되고, 상기 구동선을 통해서 수신한 모듈레이팅된 전원 또는 모듈레이팅된 제어신호를 디모듈레이팅하여 원형운동 유동부에 마련되는 임의의 시스템에 전원 또는 제어신호를 전송하는 원형운동 디모듈레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 직선운동이나 회전운동을 위한 기계적 운동력을 제공하면서 동시에 유동부 위에 배치되는 시스템에 전원이나 제어신호를 효율적으로 전송할 수 있다.
둘째, 본 발명은 유동부 위에 본 발명에 따른 전원공급부가 임의의 시스템으로 배치될 수 있고, 유동부를 통해서 공급되는 전원(전력)과 제어신호를 이용하여 유동부 위에 배치되는 전원공급부와 연결된 다른 유동부에 전원(전력)과 제어신호를 전송할 수 있다.
셋째, 본 발명은 다축의 이송 시스템에서 보다 효율적으로 전원/제어신호를 전송하고, 리니어 스테이지에서 스트로크의 제약없이 적은 비용으로 리니어 스테이지의 길이를 늘이는 우수한 효과가 있다.
넷째, 본 발명은 로봇 등에서 회전관절 모듈 등에도 전원(전력) 및/또는 제어신호를 효과적으로 전송하고, 회전관절을 움직일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급부의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급부의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동부와 제2회전부재를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원공급부의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형운동 유동부의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형운동 유동부의 블록도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 이외의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 실시예들을 첨부 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치는 전원공급부(100), 제2회전부재(210), 유동부(300), 구동선(400)을 포함한다.
전원공급부(100)는 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치에서 전원(또는 전력 이나 전류가 가능하다.)을 생성하여 유동부(300)에 공급하는 부분이다. 전원공급부(100)는 제1회전부재(110), 완충부재(120), 제1회전부재 고정부(130), 코어부재(140), 제어장치(150), 모터부(160), 구동전달부재(500)를 포함할 수 있다.
제1회전부재(110)는 원통형으로 외부에 구동선(400)이 제1회전부재(110) 외부를 감싸고 있다. 이때, 구동선(400)은 제1회전부재(110) 외부를 사용자의 설계에 따라서 다양한 횟수로 외부를 감쌀 수 있다.
제1회전부재(110)의 내부는 공간을 형성하여 코어부재(140)가 제1회전부재(110)의 내부에 마련된다.
완충부재(120)는 제1회전부재(110)의 가로축 방향으로 제1회전부재(110)와 제1회전부재 고정부(130) 사이에 마련되어 제1회전부재(110)가 회전할 때, 코어부재(140)와 접촉없이 제1회전부재 고정부(130)에서 효율적으로 회전하도록 도와준다. 예를 들어, 완충부재(120)는 베어링이 가능하다.
다만, 완충부재(120)가 설치되는 위치는 실시예에 따라서 다양한 배치가 가능하다.
제1회전부재 고정부(130)는 제1회전부재(110)를 고정하는 부분이다. 제1회전부재 고정부(130)는 코어부재(140)가 관통하며, 외부에 코어부재(140)가 배치되고, 내부에 완충부재(120)가 배치되어 있다.
코어부재(140)는 코일(600) 부품에서 코일(600) 속에 넣어 자속을 증가시키기 위해 사용하는 자기 재료이다. 코어부재(140)는 일 부분인 제1부분이 제1회전부재(110) 내부에 배치되면, 다른 부분인 제2부분에 제1회전부재(110)의 외부에 배치되고, 제2부분에는 코일(600)이 감기게 된다.
예를 들어, 코어부재(140)는 저주파용으로서는 규소강판이나 고투자율 합금(퍼멀로이 등)을 사용할 수 있고, 고주파용으로는 와전류손을 피하기 위해 페라이트를 사용할 수 있다. 이러한 코어부재(140)는 다양한 종류가 사용될 수 있다.
제어장치(150)는 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치를 제어하는 부분이다. 제어장치(150)는 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치에서 전원(전력) 및/또는 제어신호를 생성하는 것을 제어하고, 모터의 동작을 제어한다. 이에 대한 상세한 설명은 이하 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.
모터부(160)는 모터를 구동하여 구동전달부재(500)와 연결된 제1회전부재(110)를 동작하는 부분이다. 모터부(160)는 내부에 모터와 풀리휠을 포함하여, 풀리휠과 제1회전부재(110)가 구동전달부재(500)로 연결되어, 모터를 동작하면 풀리휠의 회전에 따라 구동전달부재(500)와 연결된 제1회전부재(110)가 회전하게 된다.
구동전달부재(500)는 모터부(160)와 제1회전부재(110)를 연결하여, 모터의 회전을 제1회전부재(110)에 전달하는 부분이다. 모터부(160)의 풀리휠과 제1회전부재(110)의 외주면이 제1회전부재(110)와 연결되어 모터를 회전하면 제1회전부재(110)도 회전하게 된다.
예를 들어, 구동전달부재(500)는 타이밍벨트와 풀리휠로 구성되거나, 웜기어 등 다양한 기어류가 가능하여, 설계에 따라서 다양한 실시예가 가능하다.
제2회전부재(210)는 제1회전부재(110)와 구동선(400)으로 연결되어 유동부(300)를 이동하기 위해서 제1회전부재(110)의 반대측에 고정되는 부분이다.
제2회전부재(210)는 제2회전부재 고정부(220)에 의해서 특정 지지대에 고정되고, 구동선(400)은 제2회전부재(210) 외주면을 감싸면서 배치되어, 제1회전부재(110)의 회전으로 구동선(400)이 움직이면 구동선(400)은 제2회전부재(210) 외주면을 움직이게 된다. 예를 들어, 제2회전부재(210)는 도르래가 가능하다.
유동부(300)는 구동선(400)에 고정되어 구동선(400)의 움직이면 함께 움직이는 부분이다. 유동부(300)는 구동선(400)을 통해서 전원(전력) 및/또는 제어신호를 수신하여 전원(전력) 및/또는 제어신호를 디모듈레이팅하고, 전원(전력) 및/또는 제어신호를 유동부(300)에 마련되는 장치인 시스템 등에 공급하는 부분이다.
유동부(300)는 디모듈레이터(310)가 마련될 수 있는데, 유동부(300)에 마련되는 디모듈레이터(310)는 전원, 제어신호를 디모듈레이팅하거나, 설계에 따라서 전원만 디모듈레이팅할 수 있다. 예를 들어, 디모듈레이터(310)는 수신한 전원인 AC전원을 DC전원으로 변환활 수 있다.
구동선(400)은 제1회전부재(110)와 제2회전부재(210)의 외주면에 마련되어, 제1회전부재(110)의 회전에 의해서 움직이는 부분이다.
구동선(400)의 일부분에는 유동부(300)가 마련될 수 있고, 사용자는 구동선(400)의 동작에 따라서 유동부(300)를 기계적으로 이동시킬 수 있다. 또한, 구동선(400)은 전원공급부(100)에서 생성된 전원(전력) 및/또는 제어신호를 유동부(300)에 전달한다.
구동선(400)은 전원(전력) 및/또는 제어신호를 유동부(300)에 전달하고, 유동부(300)를 움직이기 위해서 다양한 형태의 강철선 등이 가능하다. 예를 들어, 구동선(400)은 철 재질의 복수 개의 철선을 꼬은 강철선이 가능하다. 다른 실시예로, 구동선(400)은 내부 중심에 구리재질의 구리선이 배치되고, 구리선 외부에서는 전류가 흐르지 않는 재질의 복수 개의 선이 구리선을 감싸는 형태가 가능하다. 이는 구동선(400) 외부에 전류가 흐르지 않아 사용자가 사용하기에 안전한 장점이 있다.
이와 같이, 본 발명은 유동부(300) 위에 배치되는 시스템에 전원이나 제어신호를 효율적으로 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급부의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급부의 블록도이다.
도 2, 도 3을 참조하면, 전원공급부(100)는 제1회전부재(110), 완충부재(120), 제1회전부재 고정부(130), 코어부재(140), 제어장치(150), 모터부(160), 구동전달부재(500)를 포함할 수 있다.
각 부분에 대한 설명 중 상기 도 1에서 설명한 부분은 생략하고, 상기 도 1에서설명하지 않은 부분과, 전원공급부(100)의 동작을 상세히 설명하도록 한다.
제어장치(150)는 제어부(151), 모듈레이터(153), 모터 드라이버(155)를 포함한다.
제어부(151)는 전원공급부(100)를 제어하는 부분이고, 모듈레이터(153)는 전원(전력) 및/또는 제어신호를 모듈레이팅하는 부분이고, 모터 드라이버(155)는 제어부(151)의 제어에 따라 모터의 동작을 제어하는 부분이다.
코일(600)은 제어장치(150)로부터 전원(전력)이 인가되면 코일(600)과 코어부재(140)에 자기장이 형성된다. 예를 들어, 제어장치(150)에 연결되어 전원이 연결되는 코일(600)을 일차코일(600)이라 명명하면, 제1회전부재(110)에 감싸진 구동선(400)을 이차코일(600)이라 명명할 수 있는데, 일차코일(600)에 전류가 흐르면 코일(600)과 코어부재(140)에 자기장이 형성된다. 이때, 전원에서 공급되는 전류가 시간에 따라 변한다면 자기장의 크기 또한 같이 변한다. 코어부재(140)를 자기장이 전달되어 반대편 이차코일(600)을 통과하는 자기장의 세기도 시간에 따라 변한다. 반대편 이차코일(600)에는 전자기유도로 유도기 전력이 생기고 유도전류가 흐르게 된다. 이때, 코일(600)은 실시예로 에나멜선 코일(600)이 가능하다.
이와 같이, 전원공급부(100)는 모듈레이팅된 전원(전력)과 모듈레이팅된 제어신호(또는 명령어 신호)를 구동선(400)을 통해서 유동부(300)에 전송하게 된다.
사용자가 전원(전력)과 명령어(제어신호)를 입력하면, 전원공급부(100)의 제어부(151)는 전원과 명령어가 포함된 제어신호를 수신하고, 모듈레이터(153)를 제어하여 전원과 제어신호를 모듈레이팅한다.
여기서, 모듈레이터(153)에 입력되는 전원은 DC전원이고, 모듈레이터(153)에서 코일(600)을 통해서 출력되는 전원은 AC전원이 가능하다.
또한, 제어부(151)는 모터 드라이버(155)를 제어하여 모터부(160)를 동작시키면, 모터부(160)와 연결된 구동전달부재(500)가 움직이고, 구동전달부재(500)는 구동전달부재(500) 접촉부가 마련된 제1회전부재(110)를 회전시키게 된다. 여기서, 구동전달부재(500) 접촉부는 모터부(160)의 회전력이 제1회전부재(110)에 손실없이 잘 전달되도록 하기 위해 제1회전부재(110) 외주면의 일부분에 마련될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동부와 제2회전부재를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 유동부(300)는 디모듈레이터(310)를 포함한다. 디모듈레이터(310)는 구동선(400)을 통해서 수신한 모듈레이팅된 전원(전력) 및/또는 모듈레이팅된 제어신호(또는 명령어 신호)를 디모듈레이팅하여 유동부(300)에 마련되는 임의의 시스템(또는 구동시스템)에 전원(전력)및/또는 제어신호를 전송한다.
예를 들어, 디모듈레이터(310)는 모듈레이팅된 전원(전력)와 모듈레이팅된 제어신호(또는 명령어 신호)를 수신하면, 모듈레이팅된 전원(전력)와 모듈레이팅된 제어신호(또는 명령어 신호)를 디모듈레이팅하여 유동부(300)에 마련되는 임의의 시스템(또는 구동시스템)에 전원(전력)과 제어신호를 전송한다.
다른 실시예로, 전원공급부(100)에서 무선송수신부(157)를 포함하여 제어신호를 무선으로 임의의 시스템(또는 구동시스템)에 송신하고, 전원공급부(100)에서 전원(전력)을 구동선(400)을 통해서 유동부(300)에 전송하면, 디모듈레이터(310)는 모듈레이팅된 전원(전력)을 수신하고, 모듈레이팅된 전원(전력)을 디모듈레이팅하여 유동부(300)에 마련되는 임의의 시스템(또는 구동시스템)에 전원(전력)을 전송할 수 있다. 이는, 이하, 도 5의 전원공급부(100)의 실시예에 매치되는 유동부(300)의 동작을 설명한 것이다.
본 발명은 유동부(300) 위에 본 발명에 따른 전원공급부(100)가 임의의 시스템으로 배치될 수 있고, 유동부(300)를 통해서 공급되는 전원(전력)과 제어신호를 이용하여 유동부(300) 위에 배치되는 전원공급부(100)와 연결된 다른 유동부(300)에 전원(전력)과 제어신호를 전송할 수 있다.
즉, 본 발명은 리니어 스테이지를 통해 직교좌표 로봇과 같은 다축 이송 시스템을 구현시에 적용할 수 있다.
예를 들어, 직교좌표 로봇이 3의 축으로 구성되어 있고, 3개의 전원공급부(100)와 3개의 유동부(300), 3개의 구동선(400)이 포함되는 경우, 사용자는 전원/제어신호를 각각의 전원공급부(100)(제1전원공급부(100), 제2전원공급부(100), 제3전원공급부(100))에 모두 연결하지 않고, 최초의 전원공급부(100)(예를 들어, 제1전원공급부(100))에 전원/제어신호를 입력하면, 제1유동부(300)를 통해서 제2전원공급부(100)에 전원/제어신호를 전송하고, 제2유동부(300)를 통해서 제3전원공급부(100)에 전원/제어신호를 전송하고, 제3전원공급부(100)가 제3유동부(300)에 전원/제어신호를 전송할 수 있다.
이때, 제1전원공급부(100)는 제1구동선(400)으로 제1유동부(300)의 움직임을 제어하고, 제1유동부(300)에 전원/제어신호를 전송하고, 제2전원공급부(100)는 제2구동선(400)으로 제2유동부(300)의 움직임을 제어하고, 제2유동부(300)에 전원/제어신호를 전송하고, 제3전원공급부(100)는 제3구동선(400)으로 제3유동부(300)의 움직임을 제어하고, 제3유동부(300)에 전원/제어신호를 전송할 수 있다.
이렇게 함으로써, 본 발명은 다축의 이송 시스템에서 보다 효율적으로 전원/제어신호를 전송하고, 리니어 스테이지에서 스트로크의 제약없이 적은 비용으로 길이의 늘이는 우수한 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원공급부의 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예(제2실시예)에 따른 전원공급부(100) 상기 도 3의 일 실시예(제1실시예)와 비교하여 제어장치(150-1)의 구성에 차이가 있다.
제2실시예에 따른 전원공급부(100)의 구성은 상기 도 3에서 설명한 부분은 생략하고, 각 부제1실시예와 차이부분인 제어장치(150-1)를 위주로 설명하도록 한다.
제어장치(150-1)는 제어부(151-1), 모듈레이터(153-1), 모터 드라이버(155-1), 무선송수신부(157)를 포함한다.
제어부(151-1)는 전원공급부(100)를 제어하는 부분이고, 모듈레이터(153-1)는 전원(전력)을 모듈레이팅하는 부분이고, 모터 드라이버(155-1)는 제어부(151-1)의 제어에 따라 모터의 동작을 제어하는 부분이다.
무선송수신부(157)는 외부로부터 무선으로 제어신호를 수신하여 제어부(151)의 제어에 따라 제어신호를 유동부(300)나 유동부(300)에 마련된 임의의 시스템에 전송하는 부분이다.
실시예에 따라서는 무선송수신부(157)는 제어신호를 외부의 제2전원공급부(100)에 송신할 수도 있다.
예를 들어, 제2실시예의 전원공급부(100)에서 무선송수신부(157)를 포함하여 제어신호를 무선으로 임의의 시스템(또는 구동시스템)에 송신하고, 전원공급부(100)에서 전원(전력)을 구동선(400)을 통해서 유동부(300)에 전송하면, 디모듈레이터(310)는 모듈레이팅된 전원(전력) 수신하고, 모듈레이팅된 전원(전력)을 디모듈레이팅하여 유동부(300)에 마련되는 임의의 시스템(또는 구동시스템)에 전원(전력) 전송한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형운동 유동부의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형운동 유동부의 블록도이다.
도 6, 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따사른 원형운동 유동부(1000)는 상기 도 3, 도 5에서 설명한 전원공급부(100)와 구동선(400)을 통해서 연결되어 동작한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 원형운동 유동부(1000)는 원형운동 회전부재(1100), 원형운동 완충부재(1200), 원형운동 회전부재 고정부(1300), 원형운동 코어부재(1400), 원형운동 연결부재(1500), 원형운동 코일(1600), 원형운동 디모듈레이터(1700)를 포함한다.
원형운동 회전부재(1100)는 원통형으로 외부에 구동선(400)이 원형운동 회전부재(1100) 외부를 감싸고 있다. 이때, 구동선(400)은 제1회전부재와 연결되어 전원공급부(100)로부터 전원 및/또는 제어신호를 수신한다.
또한, 원형운동 회전부재(1100)는 원통형으로 외부에 원형운동 코일(1600)이 원형운동 회전부재(1100) 외부를 감싸고 있다.
이때, 구동선(400)과 원형운동 코일(1600)은 원형운동 회전부재(1100) 외부를 사용자의 설계에 따라서 다양한 횟수로 외부를 감쌀 수 있다.
원형운동 회전부재(1100)의 내부는 공간을 형성하여 원형운동 코어부재(1400)가 원형운동 회전부재(1100)의 내부에 마련된다.
원형운동 완충부재(1200)는 원형운동 회전부재(1100)의 가로축 방향으로 원형운동 회전부재(1100)와 원형운동 회전부재 고정부(1300) 사이에 마련되어 원형운동 회전부재(1100)가 회전할 때, 원형운동 코어부재(1400)와 접촉없이 원형운동 회전부재 고정부(1300)에서 효율적으로 회전하도록 도와준다. 예를 들어, 원형운동 완충부재(1200)는 베어링이 가능하다.
다만, 원형운동 완충부재(1200)가 설치되는 위치는 실시예에 따라서 다양한 배치가 가능하다.
원형운동 회전부재 고정부(1300)는 원형운동 회전부재(1100)를 고정하는 부분이다. 원형운동 회전부재 고정부(1300)는 원형운동 코어부재(1400)가 관통하며, 외부에 원형운동 회전부재(1100)가 배치되고, 내부에 원형운동 완충부재(1200)인 베어링이 배치되어 있다.
원형운동 코어부재(1400)는 코일 부품에서 코일 속에 넣어 자속을 증가시키기 위해 사용하는 자기 재료이다. 원형운동 코어부재(1400)는 일 부분인 제1부분이 원형운동 회전부재(1100) 내부에 배치되면, 다른 부분인 제2부분에 원형운동 회전부재(1100)의 외부에 배치된다.
예를 들어, 원형운동 코어부재(1400)는 저주파용으로서는 규소강판이나 고투자율 합금(퍼멀로이 등)을 사용할 수 있고, 고주파용으로는 와전류손을 피하기 위해 페라이트를 사용할 수 있다. 이러한 원형운동 코어부재(1400)는 다양한 종류가 사용될 수 있다.
원형운동 연결부재(1500)는 원형운동 회전부재(1100)의 일부분에 고정되어 원형운동 회전부재(1100)와 원형운동 디모듈레이터(1700)를 연결하는 부분이다.
원형운동 연결부재(1500)는 원형운동 회전부재(1100)가 구동선(400)의 동작으로 회전하면, 원형운동 회전부재(1100)와 동일하게 회전운동한다. 이때, 원형부재 디모듈레이터도 회전하게 된다.
원형운동 코일(1600)은 구동선(400)을 통해서 전원공급부(100)가 전송한 전원 및/또는 제어신호를 원형운동 디모듈레이터(1700)에 전송한다.
원형운동 디모듈레이터(1700)는 원형부재 연결부재의 일 끝단에 배치되고, 원형운동 디모듈레이터(1700)는 구동선(400)을 통해서 수신한 모듈레이팅된 전원(전력) 및/또는 모듈레이팅된 제어신호(또는 명령어 신호)를 디모듈레이팅하여 원형운동 유동부(1000)에 마련되는 임의의 시스템(또는 구동시스템)에 전원(전력) 및/또는 제어신호를 전송한다.
예를 들어, 디모듈레이터는 모듈레이팅된 전원(전력)와 모듈레이팅된 제어신호(또는 명령어 신호)를 수신하면, 모듈레이팅된 전원(전력)와 모듈레이팅된 제어신호(또는 명령어 신호)를 디모듈레이팅하여 외부로 전원(전력)과 제어신호 전송한다.
다른 실시예로, 전원공급부(100)에서 무선송수신부를 포함하여 제어신호를 무선으로 임의의 시스템(또는 구동시스템)에 송신하고, 전원공급부(100)에서 전원(전력)을 구동선(400)을 통해서 원형운동 유동부(1000)에 전송하면, 원형운동 디모듈레이터(1700)는 모듈레이팅된 전원(전력)을 수신하고, 모듈레이팅된 전원(전력)을 디모듈레이팅하여 원형운동 유동부(1000)에 마련되는 임의의 시스템(또는 구동시스템)에 전원(전력)을 전송할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 로봇 등에서 회전관절 모듈 등에도 전원(전력) 및/또는 제어신호를 효과적으로 전송하고, 회전관절을 기계적으로 움직일 수 있다.
이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.
100: 전원공급부
110: 제1회전부재
115: 구동전달부재 접촉부
120: 완충부재
130: 제1회전부재 고정부
140: 코어부재
150, 150-1: 제어장치
151, 151-1: 제어부
153, 153-1: 모듈레이터
155, 155-1: 모터 드라이버
157: 무선송수신부
160: 모터부
210: 제2회전부재
220: 제2회전부재 고정부
300: 유동부
310: 디모듈레이터
400: 구동선
500: 구동전달부재
600: 코일
1000: 원형운동 유동부
1100: 원형운동 회전부재
1200: 원형운동 완충부재
1300: 원형운동 회전부재 고정부
1400: 원형운동 코어부재
1500: 원형운동 연결부재
1600: 원형운동 코일
1700: 원형운동 디모듈레이터

Claims (10)

  1. 내부 공간을 형성하는 제1회전부재,
    적어도 일 부분이 상기 제1회전부재의 상기 내부 공간을 관통하여 배치되는 코어부재,
    상기 코어부재의 일부에 감겨서 제어장치로부터 전원을 수신하여 상기 코어부재에 자기장을 형성하는 코일,
    상기 제1회전부재의 외주면에 마련되어 모듈레이팅된 전원을 유동부로 전송하는 구동선,
    전원공급부를 제어하는 제어장치를 포함하되,
    상기 코어부재는 상기 제1회전부재의 상기 내부 공간에 일 부분이 배치되는 것을 특징으로 하는 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는 제어부, 모듈레이터, 모터 드라이버를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 전원공급부를 제어하고, 상기 모듈레이터는 전원 또는 제어신호를 모듈레이팅하고, 상기 모터 드라이버는 상기 제어부의 제어에 따라 모터의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    모터를 구동하여 구동전달부재와 연결된 상기 제1회전부재를 동작시키는 모터부를 더 포함하되,
    상기 제1회전부재는 상기 구동전달부재가 접촉하는 구동전달부재 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유동부는 디모듈레이터를 포함하되,
    상기 디모듈레이터는 상기 구동선을 통해서 상기 전원 또는 제어신호를 수신하여, 상기 전원 또는 상기 제어신호를 디모듈레이팅하고, 디모듈레이팅된 상기 전원 또는 제어신호를 상기 유동부에 마련되는 시스템에 공급하는 것을 특징으로 하는 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치.
  5. 내부 공간을 형성하는 제1회전부재,
    적어도 일 부분이 상기 제1회전부재의 상기 내부 공간을 관통하여 배치되는 코어부재,
    상기 코어부재의 일부에 감겨서 제어장치로부터 전원을 수신하여 상기 코어부재에 자기장을 형성하는 코일,
    상기 제1회전부재의 외주면에 마련되어 모듈레이팅된 전원을 유동부로 전송하는 구동선,
    전원을 생성하는 제어장치를 포함하되,
    상기 제어장치는 제어신호를 송수신하는 무선송수신부와 전원의 모듈레이팅을 수행하는 모듈레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    모터를 구동하여 구동전달부재와 연결된 상기 제1회전부재를 동작시키는 모터부를 더 포함하되,
    상기 제1회전부재는 상기 구동전달부재가 접촉하는 구동전달부재 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 유동부는 디모듈레이터를 포함하되,
    상기 디모듈레이터는 상기 구동선을 통해서 모듈레이팅된 상기 전원을 수신하여, 상기 전원의 디모듈레이팅하고, 디모듈레이팅된 상기 전원을 상기 유동부에 마련되는 시스템에 공급하는 것을 특징으로 하는 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치.
  8. 내부 공간을 형성하는 원형운동 회전부재,
    적어도 일 부분이 상기 원형운동 회전부재의 상기 내부 공간을 관통하여 배치되는 원형운동 코어부재,
    원형운동 회전부재와 연결되어 전원공급부로부터 전원과 제어신호를 원형운동 유동부로 전송하는 구동선,
    상기 전원과 상기 제어신호를 원형운동 디모듈레이터에 전송하는 원형운동 코일,
    상기 전원공급부를 제어하는 제어장치를 포함하되,
    상기 원형운동 코어부재는 상기 원형운동 회전부재의 상기 내부 공간에 일 부분이 배치되는 것을 특징으로 하는 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 원형운동 유동부는,
    상기 원형운동 회전부재의 일부분에 고정되어 상기 원형운동 회전부재와 원형운동 디모듈레이터를 연결하는 원형운동 연결부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기계적 구동력과 전력을 동시에 전달하는 장치.
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