KR102083866B1 - Robot arm with improved safety - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 특히, 집게부 부분의 중량을 최소화하여 저출력으로 제어할 수 있는 등 구동안전성 및 제조비용을 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 팔부와 손목부가 수평으로 길게 펼쳐진 상태로 연장되어도 상기 팔부와 손목부가 쓰러질 우려가 없어 상기 집게부를 더욱 안정적으로 사용할 수 있음은 물론 상기 집게부의 작업환경범위 또한 보다 넓어질 수 있는 안전성이 향상된 교육용 로봇팔에 관한 것이다.In particular, the present invention not only significantly reduces driving safety and manufacturing cost by minimizing the weight of the tong portion, but also reduces the driving safety and manufacturing cost, and also extends the arm portion and the wrist portion in a horizontally stretched state to extend the arm portion and the wrist portion. There is no fear of falling down and the use of the forceps more stably, as well as to improve the safety of the robot arm for education to improve the working environment range of the forceps.
일반적으로, 로봇(Robot)의 사용은 목적에 따라 산업적인 필요에 의해 산업현장에서 생산을 위해 사용되는 산업용 로봇과, 학생들에게 로봇의 동작되는 원리 등을 가르치기 위한 교육의 목적으로 학교 등에서 실험용으로 사용되는 교육용 로봇 등이 있다.In general, the use of robots is an industrial robot used for production at an industrial site due to industrial needs according to the purpose, and is used for experiments in schools, etc., for the purpose of teaching students to teach the principles of the operation of the robot. Educational robots.
이때, 로봇을 처음 접하게 되는 학생들에게 교육의 목적으로 사용되는 로봇의 경우, 가장 중요한 핵심 요소는 로봇의 제작 과정이나 동작 제어과정에 따른 고도한 기술력의 전달이 아니라 로봇의 동작을 직접적인 조작을 통해 체험할 수 있도록 함으로써 로봇의 초기 입문 단계에 있는 학생들이 흥미를 느끼고 창의력을 발달시킬 수 있도록 하는 데 그 역할이 있다.At this time, in the case of robots used for educational purposes for students who are new to robots, the most important key factor is to experience the operation of the robot through direct manipulation, not the transfer of advanced technology according to the manufacturing process or motion control process of the robot. Its role is to enable students in the early introductory stage of the robot to develop interest and interest.
한편, 최근에는 교육용 로봇을 처음 접하게 되는 초기 입문 단계에 있는 교사 또는 학생들에게 C-언어 또는 베이직과 같은 컴퓨터 프로그래밍언어를 포함한 기타 로봇제어에 관련한 기술적인 지식이 없이도 로봇 키트의 동작을 자유로이 제어하여 구동시킴으로써 로봇과 제어의 원리를 자연스럽게 체험하는 체험 학습이 가능하도록 해주는 교육용 로봇 키트의 제어장치가 국내공개특허공보 공개번호 제10-2005-0023968호로 제안된 바 있다.On the other hand, in recent years, teachers or students in the initial introductory stage of educational robots can freely control and operate the robot kit without technical knowledge related to other robot control including computer programming languages such as C-language or basic. By the control device of the educational robot kit that enables the experiential learning to naturally experience the principle of the robot and the control has been proposed in Korea Patent Publication No. 10-2005-0023968.
그러나, 상기 국내공개특허공보 공개번호 제10-2005-0023968호의 경우, 집게부를 회전시키기 위한 서보모터가 손목부의 끝단에 설치된 상태로 상기 집게부의 하부방향에 위치하기 때문에 무게중심이 상기 집게부의 하부방향으로 치우치면서 상기 집게부의 중량이 커져 상기 집게부가 상기 집게부의 하부방향으로 쓰러질 우려가 다분할 뿐만 아니라 이로 인해 상기 집게부의 구동안전성이 저하됨과 더불어 고출력으로 상기 집게부를 구동시켜야 하기에 제조비용이 크게 상승되는 문제점이 있다.However, in the case of the Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2005-0023968, since the servo motor for rotating the tongs is located at the bottom of the tongs with the servo motor installed at the end of the wrist, the center of gravity of the tongs is downward. As the weight of the tongs increases due to the bias, the possibility of falling down the tongs toward the bottom of the tongs is not only multiplied. There is a problem that rises.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 특히, 집게부 부분의 중량을 최소화하여 저출력으로 제어할 수 있는 등 구동안전성 및 제조비용을 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 팔부와 손목부가 수평으로 길게 펼쳐진 상태로 연장되어도 상기 팔부와 손목부가 쓰러질 우려가 없어 상기 집게부를 더욱 안정적으로 사용할 수 있음은 물론 상기 집게부의 작업환경범위 또한 보다 넓어질 수 있는 안전성이 향상된 교육용 로봇팔을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention was created in order to solve the above problems, in particular, it is possible to control the low power output by minimizing the weight of the tong portion, such as to drastically reduce the driving safety and manufacturing cost, as well as the arm and wrist portion horizontally Even if it is extended in a long unfolded state, the arm part and the wrist part do not have to fall down, so that the use of the forceps can be used more stably, and the work environment of the forceps can also be broadened. The purpose.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 베이스부와; 하단부가 상기 베이스부의 상부에 좌우로 회전가능하도록 회전결합되는 어깨부와; 상기 어깨부를 좌우로 회전시키는 어깨부 회전부와; 하단부가 상기 어깨부의 상단부에 상하로 회전가능하게 회전결합되는 팔부와; 상기 팔부를 상하방향으로 틸팅시키는 팔부 틸팅부와; 일단부가 상기 팔부의 상단부에 상하로 회전가능하도록 회전결합되는 손목부와; 상기 손목부를 상하방향으로 틸팅시키는 손목부 틸팅부와; 상기 손목부의 타단부에 서로 반대방향으로 회전가능하도록 일단부가 각각 회전결합되는 제 1집게부재 및 제 2집게부재로 구성되는 집게부와; 상기 집게부의 제 1집게부재 및 제 2집게부재를 내측 또는 외측방향으로 회전시키는 집게부 회전부를 포함하여 구성되고, 상기 집게부 회전부는 상기 어깨부에 고정된 상태에서 회전력 전달부를 통해 상기 제 1집게부재 및 제 2집게부재를 내측 또는 외측방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 교육용 로봇팔을 제공한다.The present invention for achieving the above object and the base portion; A shoulder portion of which a lower end is rotatably coupled to the upper and lower sides of the base part; A shoulder part rotating part for rotating the shoulder part left and right; An arm part of which a lower end part is rotatably coupled to an upper end part of the shoulder part; An arm part tilting part for tilting the arm part in a vertical direction; A wrist portion whose one end is rotatably coupled to an upper end portion of the arm portion; A wrist part tilting part for tilting the wrist part in a vertical direction; A tongs configured of a first tongs member and a second tongs member, one end of which is rotatably coupled to the other end of the wrist to be rotatable in opposite directions; And a tongs part rotating part configured to rotate the first and second tong members of the tongs part in an inward or outward direction, wherein the tongs part is fixed to the shoulder by the first forceps. It provides an improved safety robot arm, characterized in that for rotating the member and the second tong member inward or outward direction.
여기서, 상기 제 1집게부재의 일단부와 상기 제 2집게부재의 일단부에 상기 손목부의 타단부에 회전결합된 상태로 서로 치합되어 반대방향으로 회전하는 기어가 각각 형성되고, 상기 제 1집게부재의 기어 또는 상기 제 2집게부재의 기어와 치합된 상태로 상기 손목부의 타단부에 회전결합되는 감속기어와; 상기 감속기어와 치합된 상태로 상기 손목부의 타단부에 회전결합되는 웜축;이 구비되며, 상기 회전력 전달부는 상기 집게부 회전부와 상기 웜축에 감겨지는 벨트부재를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.Here, one end of the first clamp member and the other end of the second clamp member is engaged with each other in the state coupled to the other end of the wrist portion is rotated in opposite directions are formed respectively, the first clamp member A reduction gear which is rotatably coupled to the other end of the wrist in a state of being meshed with a gear of the gear or the second tong member; A worm shaft is rotatably coupled to the other end of the wrist portion in mesh with the reduction gear, and the rotation force transmitting unit includes a belt member wound around the forceps rotating portion and the worm shaft.
그리고, 상기 집게부 회전부는 상기 어깨부의 하부에 고정된 구동모터의 구동축과 결합된 상태로 상기 어깨부의 내측 하부에 회전가능하게 결합되는 구동회전축과; 상기 구동회전축의 상부방향에 위치한 상태로 상기 팔부의 내측 하부와 내측 상부에 각각 회전가능하게 결합되는 제 1팔부회전축 및 제 2팔부회전축으로 구성되는 팔부회전축과; 상기 팔부회전축의 제 2팔부회전축의 상부방향에 위치한 상태로 상기 손목부의 내측 상부에 회전가능하게 결합되는 손목부회전축;을 포함하여 이루어지고, 상기 벨트부재는 상기 구동회전축에 하부가 감겨지고, 상기 제 1팔부회전축에 상부가 감겨지는 구동벨트와; 상기 구동벨트와 일정간격을 유지한 상태로 상기 제 1팔부회전축에 하부가 감겨지고, 상기 제 2팔부회전축에 상부가 감겨지는 제 1피동벨트와; 상기 제 1피동벨트와 일정간격을 유지한 상태로 상기 제 2팔부회전축에 하부가 감겨지고, 상기 손목부회전축에 상부가 감겨지는 제 2피동벨트와; 상기 제 2피동벨트와 일정간격을 유지한 상태로 상기 손목부회전축에 일측이 감겨지고, 상기 웜축에 타측이 감겨지는 제 3피동벨트;로 구성되는 것이 바람직하다.And, the tongs portion rotating portion and the drive rotation shaft is rotatably coupled to the inner lower portion of the shoulder in a state coupled with the drive shaft of the drive motor fixed to the lower portion of the shoulder; An arm part rotating shaft including a first arm part rotating shaft and a second arm part rotating shaft respectively rotatably coupled to an inner lower part and an inner upper part of the arm part while being located in an upper direction of the driving rotation shaft; And a wrist part rotating shaft rotatably coupled to an inner upper part of the wrist part in a state located in an upper direction of the second arm part rotating shaft of the arm part rotating shaft, wherein the belt member is wound around the drive rotating shaft. A driving belt wound around an upper portion of the first arm rotating shaft; A first driven belt wound on a lower portion of the first arm rotating shaft while being kept at a predetermined distance from the driving belt, and having an upper part wound on the second arm rotating shaft; A second driven belt wound on a lower portion of the second arm rotating shaft while keeping a predetermined distance from the first driven belt, and a top wound on the wrist rotating shaft; It is preferable that the third driven belt is wound on one side of the wrist rotating shaft while the other side is wound around the second driven belt, and the other side is wound on the worm shaft.
나아가, 상기 회전력 전달부는 상기 구동회전축에 결합되어 상기 구동회전축과 함께 회전하고, 상기 구동벨트의 하부가 감겨지는 제 1풀리와; 상기 제 1팔부회전축에 공회전가능하게 결합되고, 상기 구동벨트의 상부가 감겨지는 제 2풀리와; 상기 제 1팔부회전축에 공회전가능하게 결합된 상태에서 상기 제 2풀리를 따라 회전하고, 상기 제 1피동벨트의 하부가 감겨지는 제 3풀리와; 상기 제 2팔부회전축에 공회전가능하게 결합되고, 상기 제 1피동벨트의 상부가 감겨지는 제 4풀리와; 상기 제 2팔부회전축에 공회전가능하게 결합된 상태에서 상기 제 4풀리를 따라 회전하고, 상기 제 2피동벨트의 하부가 감겨지는 제 5풀리와; 상기 손목부회전축에 공회전가능하게 결합되고, 상기 제 2피동벨트의 상부가 감겨지는 제 6풀리와; 상기 손목부회전축에 공회전가능하게 결합된 상태에서 상기 제 6풀리를 따라 회전하고, 상기 제 3피동벨트의 일측이 감겨지는 제 7풀리;를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.Furthermore, the rotational force transmission unit is coupled to the drive rotary shaft and rotates with the drive rotary shaft, the first pulley is wound around the lower portion of the drive belt; A second pulley coupled to the first arm rotational shaft to be idling, and having an upper portion of the driving belt wound; A third pulley which rotates along the second pulley in a state of being coupled to the first arm rotational shaft to be idling and the lower portion of the first driven belt is wound; A fourth pulley coupled to the second arm rotating shaft so as to be idle, and having an upper portion of the first driven belt wound; A fifth pulley which rotates along the fourth pulley in a state of being coupled to the second arm rotational shaft to be idling, and the lower portion of the second driven belt is wound; A sixth pulley rotatably coupled to the wrist rotating shaft and having an upper portion of the second driven belt wound; And a seventh pulley which rotates along the sixth pulley in a state in which the wrist part rotation shaft is rotatably coupled and one side of the third driven belt is wound.
또는, 상기 회전력 전달부는 상기 제 1팔부회전축에 공회전가능하게 결합되고, 상기 구동벨트의 상부와 상기 제 1피동벨트의 하부가 일정간격을 유지한 상태로 각각 감겨지는 제 1슬리브와; 상기 제 2팔부회전축에 공회전가능하게 결합되고, 상기 제 1피동벨트의 상부와 상기 제 2피동벨트의 하부가 일정간격을 유지한 상태로 각각 감겨지는 제 2슬리브와; 상기 손목부회전축에 공회전가능하게 결합되고, 상기 제 2피동벨트의 상부와 상기 제 3피동벨트의 일측이 일정간격을 유지한 상태로 각각 감겨지는 제 3슬리브;를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.Alternatively, the rotational force transmitting unit is coupled to the first arm rotational axis rotatably, the first sleeve is wound around the upper portion of the drive belt and the lower portion of the first driven belt to maintain a predetermined interval; A second sleeve coupled to the second arm rotating shaft so as to be idling, and each of which is wound around an upper portion of the first driven belt and a lower portion of the second driven belt at a predetermined interval; And a third sleeve coupled to the wrist rotating shaft so as to be idle, and having one side of the upper side of the second driven belt and one side of the third driven belt being wound at a predetermined interval.
아울러, 상기 손목부 틸팅부는 상기 어깨부의 상부에 고정된 구동모터의 구동축에 타측이 결합되는 하부링크와; 상기 하부링크의 일측에 하부가 축결합되고, 상부가 상기 손목부의 하부 일측에 축결합되는 상부링크;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the wrist portion tilting portion and the lower link that the other side is coupled to the drive shaft of the drive motor fixed to the upper portion of the shoulder; A lower portion is axially coupled to one side of the lower link, the upper portion is axially coupled to the lower side of the wrist portion; preferably comprises a.
본 발명은 집게부의 제 1, 2집게부재를 회전시키기 위한 구동모터가 집게부의 하부가 아닌 어깨부에 구비되기 때문에 무게중심이 상기 집게부의 하부가 아닌 상기 어깨부로 이동된 상태로 상기 집게부 부분의 중량을 최소화하여 저출력으로 제어할 수 있는 등 구동안전성 및 제조비용을 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 팔부와 손목부가 수평으로 길게 펼쳐진 상태로 연장되어도 상기 팔부와 손목부가 쓰러질 우려가 없어 상기 집게부를 더욱 안정적으로 사용할 수 있음은 물론 상기 집게부의 작업환경범위 또한 보다 넓어질 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since the driving motor for rotating the first and second tong members of the tongs part is provided on the shoulder rather than the lower part of the tongs part, the center of gravity of the tongs part is moved to the shoulder part instead of the lower part of the tongs part. In addition to significantly reducing driving safety and manufacturing costs, such as minimizing weight and controlling at low power, the tweezers are further reduced since the arm and wrist do not have to be collapsed even when the arm and wrist are extended horizontally. Not only can be used stably, the working environment range of the forceps is also effective to be wider.
도 1은 본 발명의 일실시예인 안전성이 향상된 교육용 로봇팔을 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 2는 도 1의 일부절개평면도이고,
도 3은 도 1의 측면도이고,
도 4는 도 1의 A - A선에 따른 단면도이고,
도 5는 회전력전달부의 풀리를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 6은 회전력전달부의 슬리브를 개략적으로 나타내는 단면도이다.1 is a perspective view schematically showing an improved safety robot arm for training, an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a partially cutaway plan view of FIG. 1;
3 is a side view of FIG. 1,
4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1,
5 is a cross-sectional view schematically showing a pulley of the rotational force transmission unit;
6 is a cross-sectional view schematically showing a sleeve of the rotational force transmitting unit.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 물론 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Of course, the scope of the present invention is not limited to the following examples, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the technical gist of the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예인 안전성이 향상된 교육용 로봇팔을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 일부절개평면도이고, 도 3은 도 1의 측면도이다.1 is a perspective view schematically showing the improved safety robot arm for training, an embodiment of the present invention, Figure 2 is a partially cutaway plan view of Figure 1, Figure 3 is a side view of FIG.
본 발명의 일실시예인 안정성이 향상된 교육용 로봇팔은 도 1에서 보는 바와 같이 베이스부(10), 어깨부(20), 어깨부 회전부, 팔부(40), 팔부 틸팅부(50), 손목부(60), 손목부 틸팅부(70), 집게부(80) 및 집게부 회전부(90)를 포함하여 구성된다.Educational robot arm with improved stability of one embodiment of the present invention, as shown in Figure 1, the
먼저, 상기 베이스부(10)의 상부에는 상기 어깨부(20)의 하단부가 상기 베이스부(10)의 좌우로 회전가능하도록 회전결합된다.First, the lower portion of the
다음으로, 상기 어깨부 회전부는 도면에서는 도시되지 않았으나 상기 베이스부(10)의 내측에 볼트고정 등 다양한 방식으로 수직고정되는 저출력 구동모터 등 다양한 종류로 이루어질 수 있다.Next, although not shown in the drawings, the shoulder rotating part may be made of various types such as a low output drive motor which is vertically fixed in various ways such as bolt fixing to the inside of the
상기 어깨부 회전부를 이룰 수 있는 저출력 구동모터의 구동축은 상기 베이스부(10)의 상부를 수직관통한 상태로 상기 어깨부(20)의 하단부에 볼트고정 등 다양한 방식으로 고정된 상태에서 정역회전하여 상기 어깨부(20)의 하단부를 좌우로 회전시킬 수 있다.The drive shaft of the low-power drive motor capable of forming the shoulder rotation part is rotated forward and backward in a fixed state in a variety of ways, such as bolts fixed to the lower end of the
다음으로, 상기 팔부재(40)의 하단부는 상기 어깨부(20)의 상단부 내측에 상하로 회전가능하게 회전결합된다.Next, the lower end of the
도 4는 도 1의 A - A선에 따른 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1.
다음으로, 상기 팔부 틸팅부(50)는 도 1 및 도 4에서 보는 바와 같이 상기 어깨부(20)의 상부 전측에 볼트고정 등 다양한 방식으로 고정되는 저출력 구동모터로 이루어질 수 있다.Next, the
상기 팔부 틸팅부(50)를 이룰 수 있는 저출력 구동모터의 구동축(510)은 상기 팔부(40)의 하부 전측에 볼트고정 등 다양한 방식으로 연결고정된 상태에서 정역회전하여 상기 팔부(40)의 하부를 기준으로 상기 팔부(40)의 상부가 상기 어깨부(20)의상하방향으로 회전이동되도록 상기 팔부(40)를 틸팅시키게 된다.The
다음으로, 상기 손목부(60)의 일단부는 상기 팔부(40)의 상단부에 회전가능하게 결합된다.Next, one end of the
상기 손목부(60)의 일단부를 기준으로 상기 손목부(60)의 타단부는 상기 팔부(40)의 상하방향으로 회전이동될 수 있다.The other end of the
다음으로, 상기 손목부 틸팅부(70)는 도 1 및 도 4에서 보는 바와 같이 크게, 하부링크(710)와 상부링크(720)로 구성되어 상기 손목부(60)의 타단부가 상기 팔부(40)의 상하방향으로 회전이동되도록 상기 손목부(60)를 틸팅시킬 수 있다.Next, as shown in FIGS. 1 and 4, the wrist
상기 하부링크(710)는 상기 어깨부(20)의 상부 후측 주변에 위치하도록 상기 어깨부(20)의 상부 내측에 위치할 수 있다.The
상기 하부링크(710)의 타측은 상기 어깨부(20)의 상부 후측에 볼트고정 등 다양한 방식으로 고정될 수 있는 저출력 구동모터(700)의 구동축(701)에 볼트고정된 상태로 결합될 수 있다.The other side of the
상기 상부링크(720)의 하부는 상기 하부링크(810)의 일측에 축결합될 수 있다.The lower portion of the
상기 상부링크(720)의 상부는 상기 손목부(60)의 하부 일측에 축결합될 수 있다.An upper portion of the
상기 저출력 구동모터(700)의 구동축(701)의 정역회전에 의해 상기 하부링크(810)의 일측이 상기 어깨부(20)의 상하방향으로 회전이동할 수 있고, 이때 상기 상부링크(720)가 승강운동하면서 상기 손목부(60)의 타단부가 상하방향으로 회전이동될 수 있다.One side of the
다음으로, 상기 집게부(80)는 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이 제 1, 2집게부재(810, 820)로 구성될 수 있다.Next, the
상기 제 1, 2집게부재(810, 820)의 일단부는 상기 손목부(60)의 타단부에 용접고정, 볼트고정 등 다양한 방식으로 고정될 수 있는 고정판(600)의 상부에 서로 반대방향으로 회전가능하도록 각각 회전결합될 수 있으며, 이와 같은 상기 집게부(80)는 국내공개특허공보 공개번호 제10-2005-0023968호 등을 통해 널리 공지된 사항임으로, 이하 자세한 설명은 생략하도록 한다.One end of the first and
다음으로, 상기 집게부 회전부(90)는 상기 제 1, 2집게부재(810, 820)의 타단부가 오므라들도록 상기 제 1, 2집게부재(810, 820)의 타단부를 상기 집게부(80)의 내측 즉, 제 1, 2집게부재(810, 820) 사이로 회전이동(도 2의 적색 화살표 참조.) 또는 상기 제 1, 2집게부재(810, 820)의 타단부가 벌어지도록 상기 제 1, 2집게부재(810, 820)의 타단부를 상기 제 1, 2집게부재(810, 820)의 외측방향으로 회전이동(도 2의 청색 화살표 참조.)시키게 된다.Next, the other end of the first and
상기 집게부 회전부(90)는 상기 어깨부(20)에 고정된 상태에서 회전력 전달부(100)를 통해 상기 제 1, 2집게부재(810, 820)의 타단부를 각각 내측 또는 외측방향으로 회전이동시킬 수 있다.The
다음으로, 도 2에서 보는 바와 같이 상기 제 1, 2집게부재(810, 820)의 일단부에는 상기 손목부(60)의 타단부에 고정된 고정판(600)의 상부 일측과 상부 타측에 각각 회전가능하게 축결합된 상태로 서로 치합되어 반대방향으로 회전하는 기어(830, 840))가 각각 형성될 수 있다.Next, as shown in FIG. 2, one end of the first and
그리고, 상기 제 1집게부재(810)의 기어(830) 또는 상기 제 2집게부재(820)의 기어(840)와 치합된 상태로 상기 손목부(60)의 타단부에 고정된 고정판(600)의 상부에 회전가능하게 축결합되는 감속기어(850)가 구비될 수 있다.In addition, the
그리고, 상기 감속기어(850)와 치합되는 웜축(860)이 상기 손목부(60)의 타단부에 고정된 고정판(600)의 상부에 회전가능하게 수평결합될 수 있다.In addition, the
상기 웜축(860)의 후측에 상기 감속기어(850)와 치합되는 나선형의 치형(861)이 형성될 수 있다.A
다음으로, 상기 회전력 전달부(100)는 상기 집게부 회전부(90)와 상기 웜축(860)의 전측에 감겨지는 벨트부재(180)를 포함하여 이루어질 수 있다.Next, the rotation
일예로, 상기 집게부 회전부(90)는 도 1, 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이 크게, 구동회전축(910), 팔부회전축(920) 및 손목부회전축(930)을 포함하여 이루어질 수 있다.For example, the forceps
상기 구동회전축(910)의 전측이 상기 어깨부(20)의 하부 전측에 고정된 저출력 구동모터(900)의 구동축(901)과 결합된 상태로 상기 구동회전축(910)은 상기 어깨부(20)의 내측 하부에 수평으로 회전가능하게 결합될 수 있다.The driving
상기 구동회전축(910)의 후측은 상기 어깨부(20)의 하부 후측에 회전가능하게 베어링결합될 수 있다.The rear side of the
상기 팔부회전축(920)은 상기 팔부(40)의 내측 하부와 내측 상부에 각각 회전가능하게 결합되는 제 1, 2팔부회전축(921, 922)으로 구성될 수 있다.The arm
상기 제 1팔부회전축(921)이 상기 구동회전축(910)의 상부방향에 위치한 상태로 상기 제 1팔부회전축(921)의 전측은 상기 팔부(40)의 하부 전측에 회전가능하게 베어링결합될 수 있고, 상기 제 1팔부회전축(921)의 후측은 상기 팔부(40) 하부 후측을 관통한 상태로 상기 하부링크(810)의 타측에 회전가능하게 베어링결합될 수 있다.With the first
상기 제 2팔부회전축(922)은 상기 팔부(40)의 상부와 상기 손목부(60)의 하부를 순차적으로 관통한 상태로 회전가능하게 베어링결합될 수 있다.The second
상기 손목부회전축(930)은 상기 팔부회전축(920)의 제 2팔부회전축(922)의 상부방향에 위치한 상테로 상기 손목부(60)의 내측 상부에 회전가능하게 베어링결합될 수 있다.The wrist
그리고, 상기 벨트부재(180)는 구동벨트(181)와 제 1, 2, 3피동벨트(182, 183, 184)로 구성될 수 있다.The
상기 구동벨트(181)의 하부는 상기 구동회전축(910)에 감겨질 수 있고, 상기 구동벨트(181)의 상부는 상기 제 1팔부회전축(921)에 감겨질 수 있다.A lower portion of the driving
상기 제 1피동벨트(182)의 하부는 상기 구동벨트(181)의 상부와 일정간격을 유지한 상태로 상기 제 1팔부회전축(921)에 감겨질 수 있다.A lower portion of the first driven
상기 제 1피동벨트(182)의 상부는 상기 제 2팔부회전축(922)에 감겨질 수 있다.An upper portion of the first driven
상기 제 2피동벨트(183)의 하부는 상기 제 1피동벨트(182)의 상부와 일정간격을 유지한 상태로 상기 제 2팔부회전축(922)에 감겨질 수 있다.A lower portion of the second driven
상기 제 2피동벨트(183)의 상부는 상기 손목부회전축(930)에 감겨질 수 있다.An upper portion of the second driven
상기 제 3피동벨트(184)는 상기 손목부(60)의 타측 내부에 수용될 수 있다.The third driven
상기 제 3피동벨트(184)의 일측은 상기 제 2피동벨트(183)의 상부와 일정간격을 유지한 상태로 상기 손목부회전축(930)에 일측이 감겨질 수 있다.One side of the third driven
상기 제 3피동벨트(184)의 타측은 도 2에서 보는 바와 같이 상기 웜축(860)의 전측에 감겨질 수 있다.The other side of the third driven
상기 감속기어(850)는 상기 저출력 구동모터(900)에 의해 정역회전하는 상기 집진부 회전부(90)의 구동회전축(910)의 정역회전력을 상기 회전력 전달부(100)를 통해 전달받아 정역회전될 수 있고, 이로 인해 상기 제 1, 2집게부재(810, 820)의 타단부를 오므라들거나 벌어질 수 있다.The
도 5는 회전력전달부의 풀리를 개략적으로 나타내는 단면도이다.5 is a cross-sectional view schematically showing a pulley of the rotational force transmitting unit.
다음으로, 상기 감속기어(850)로의 회전력 전달효율이 크게 향상될 수 있도록 하기 위해, 상기 회전력 전달부((100)는 도 5에서 보는 바와 같이 제 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7풀리(110, 120, 130, 140, 150, 16, 170)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.Next, in order to significantly improve the rotational force transmission efficiency to the
상기 제 1풀리(110)는 상기 구동회전축(910)에 결합되어 상기 구동회전축(910)과 함께 정역회전될 수 있다.The
상기 제 1풀리(110)에는 상기 구동벨트(181)의 하부가 감겨질 수 있다.A lower portion of the driving
상기 제 2풀리(120)는 상기 제 1팔부회전축(921)에 공회전가능하게 베어링결합될 수 있다.The
상기 제 2풀리(120)에는 상기 구동벨트(182)의 상부가 감겨질 수 있다.An upper portion of the driving
상기 제 3풀리(130)는 상기 제 1팔부회전축(921)에 공회전가능하게 결합될 수 있다.The
상기 제 3풀리(130)는 상기 제 2풀리(120)에 일체형성 또는 볼트고정 등 다양한 방식으로 고정되어 상기 제 2풀리(120)를 따라 정역회전될 수 있다.The
상기 제 3풀리(130)에는 상기 제 1피동벨트(182)의 하부가 감겨질 수 있다.A lower portion of the first driven
상기 제 4풀리(140)는 상기 제 2팔부회전축(922)에 공회전가능하게 베어링결합될 수 있다.The fourth pulley 140 may be bearing-coupled to the second
상기 제 4풀리(140)에는 상기 제 1피동벨트(182)의 상부가 감겨질 수 있다.An upper portion of the first driven
상기 제 5풀리(150)는 상기 제 2팔부회전축(922)에 공회전가능하게 베어링결합될 수 있다.The
상기 제 5풀리(150)는 상기 제 4풀리(140)에 일체형성 또는 볼트고정 등 다양한 방식으로 고정되어 상기 제 4풀리(140)를 따라 정역회전될 수 있다.The
상기 제 5풀리(150)에는 상기 제 2피동벨트(183)의 하부가 감겨질 수 있다.A lower portion of the second driven
상기 제 6풀리(160)는 상기 손목부회전축(930)에 공회전가능하게 베어링결합될 수 있다.The
상기 제 6풀리(160)에는 상기 제 2피동벨트(183)의 상부가 감겨질 수 있다.An upper portion of the second driven
상기 제 7풀리(170)는 상기 손목부회전축(930)에 공회전가능하게 베어링결합될 수 있다.The
상기 제 7풀리(170)는 상기 제 6풀리(160)에 일체형성 또는 볼트고정 등 다양한 방식으로 고정되어 상기 제 6풀리(160)를 따라 정역회전될 수 있다.The
상기 제 7풀리(170)에는 상기 제 3피동벨트(184)의 일측이 감겨질 수 있다.One side of the third driven
도 6은 회전력전달부의 슬리브를 개략적으로 나타내는 단면도이다.6 is a cross-sectional view schematically showing a sleeve of the rotational force transmitting unit.
또는, 상기 회전력전달부(100)는 도 6에서 보는 바와 같이 제 1, 2, 3슬리브(111, 112, 113)를 포함하여 이루어질 수 있다.Alternatively, the rotation
상기 제 1, 2, 3슬리브(111, 112, 113)의 외면에는 상기 구동벨트(181) 및 제 1, 2, 3피동벨트(182, 183, 184)가 상기 제 1, 2, 3슬리브(111, 112, 113)으로부터 각각 이탈되는 것을 방지하기 위한 복수의 환형홈(114)이 일정간격으로 형성될 수 있다.On the outer surfaces of the first, second, and
상기 제 1슬리브(111)는 상기 제 1팔부회전축(921)에 공회전가능하게 베어링결합될 수 있다.The
상기 제 1슬리브(111)에의 복수의 환형홈(114)에는 상기 구동벨트(181)의 상부와 상기 제 1피동벨트(182)의 하부가 일정간격을 유지한 상태로 각각 감겨질 수 있다.The upper portion of the driving
상기 제 2슬리브(112)는 상기 제 2팔부회전축(922)에 공회전가능하게 베어링결합될 수 있다.The
상기 제 2슬리브(112)의 복수의 환형홈(114)에는 상기 제 1피동벨트(182)의 상부와 상기 제 2피동벨트(183)의 하부가 일정간격을 유지한 상태로 각각 감겨질 수 있다.The upper portion of the first driven
상기 제 3슬리브(113)는 상기 손목부회전축(930)에 공회전가능하게 베어링결합될 수 있다.The
상기 제 3슬리브(113)의 복수의 환형홈(114)에는 상기 제 2피동벨트(183)의 상부와 상기 제 3피동벨트(184)의 일측이 일정간격을 유지한 상태로 각각 감겨질 수 있다.The upper part of the second driven
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은 상기 집게부(80)의 제 1, 2집게부재(810, 820)를 회전시키기 위한 구동모터(900)가 상기 집게부(80)의 하부가 아닌 어깨부(20)에 구비되기 때문에 무게중심이 상기 집게부(80)의 하부가 아닌 상기 어깨부(20)로 이동된 상태로 상기 집게부(80) 부분의 중량을 최소화하여 저출력으로 제어할 수 있는 등 구동안전성 및 제조비용을 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 상기 팔부(40)와 손목부(60)가 수평으로 길게 펼쳐진 상태로 연장되어도 상기 팔부(40)와 손목부(60)가 쓰러질 우려가 없어 상기 집게부(80)를 더욱 안정적으로 사용할 수 있음은 물론 상기 집게부(80)의 작업환경범위 또한 보다 넓어질 수 있는 이점이 있다.According to the present invention configured as described above, the driving
10; 베이스부, 20; 어깨부,
30; 어깨부 회전부, 40; 팔부,
50; 팔부 틸팅부, 60; 손목부,
70; 손목부 틸팅부, 80; 집게부,
90; 집게부 회전부, 100; 회전력 전달부.10; A
30; Shoulder rotator, 40; Arm,
50; Arm tilting portion, 60; Wrist,
70; Wrist tilting portion, 80; Crab,
90;
Claims (6)
하단부가 상기 베이스부의 상부에 좌우로 회전가능하도록 회전결합되는 어깨부와;
상기 어깨부를 좌우로 회전시키는 어깨부 회전부와;
하단부가 상기 어깨부의 상단부에 상하로 회전가능하게 회전결합되는 팔부와;
상기 팔부를 상하방향으로 틸팅시키는 팔부 틸팅부와;
일단부가 상기 팔부의 상단부에 상하로 회전가능하도록 회전결합되는 손목부와;
상기 손목부를 상하방향으로 틸팅시키는 손목부 틸팅부와;
상기 손목부의 타단부에 회전결합된 상태로 서로 치합되어 반대방향으로 회전하는 기어가 일단부에 각각 형성되는 제 1집게부재 및 제 2집게부재로 구성되는 집게부와;
상기 제 1집게부재의 기어 또는 상기 제 2집게부재의 기어와 치합된 상태로 상기 손목부의 타단부에 회전결합되는 감속기어와;
상기 감속기어와 치합된 상태로 상기 손목부의 타단부에 회전결합되는 웜축과;
상기 어깨부에 고정된 상태에서 회전력전달부를 통해 상기 제 1집게부재 및 제 2집게부재를 내측 또는 외측방향으로 회전시키는 집게부 회전부;를 포함하여 구성되고,
상기 회전력 전달부는 상기 집게부 회전부와 상기 웜축에 감겨지는 벨트부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 교육용 로봇팔.
A base portion;
A shoulder portion of which a lower end is rotatably coupled to the upper and lower sides of the base part;
A shoulder part rotating part for rotating the shoulder part left and right;
An arm part of which a lower end part is rotatably coupled to an upper end part of the shoulder part;
An arm part tilting part for tilting the arm part in a vertical direction;
A wrist portion whose one end is rotatably coupled to an upper end portion of the arm portion;
A wrist part tilting part for tilting the wrist part in a vertical direction;
A tongs configured of a first tong member and a second tong member each of which is geared to be engaged with each other in a state of being coupled to the other end of the wrist and rotated in opposite directions, respectively;
A reduction gear that is rotatably coupled to the other end of the wrist part in mesh with the gear of the first tong member or the gear of the second tong member;
A worm shaft which is rotatably coupled to the other end of the wrist part in mesh with the reduction gear;
And a tongs part rotating part configured to rotate the first and second tongs members inward or outward through a rotational force transmitting part in a state of being fixed to the shoulder part.
The rotating force transmission unit is improved safety robot arm characterized in that it comprises a belt member wound around the forceps rotating portion and the worm shaft.
상기 집게부 회전부는 상기 어깨부의 하부에 고정된 구동모터의 구동축과 결합된 상태로 상기 어깨부의 내측 하부에 회전가능하게 결합되는 구동회전축과;
상기 구동회전축의 상부방향에 위치한 상태로 상기 팔부의 내측 하부와 내측 상부에 각각 회전가능하게 결합되는 제 1팔부회전축 및 제 2팔부회전축으로 구성되는 팔부회전축과;
상기 팔부회전축의 제 2팔부회전축의 상부방향에 위치한 상태로 상기 손목부의 내측 상부에 회전가능하게 결합되는 손목부회전축;을 포함하여 이루어지고,
상기 벨트부재는 상기 구동회전축에 하부가 감겨지고, 상기 제 1팔부회전축에 상부가 감겨지는 구동벨트와;
상기 구동벨트와 일정간격을 유지한 상태로 상기 제 1팔부회전축에 하부가 감겨지고, 상기 제 2팔부회전축에 상부가 감겨지는 제 1피동벨트와;
상기 제 1피동벨트와 일정간격을 유지한 상태로 상기 제 2팔부회전축에 하부가 감겨지고, 상기 손목부회전축에 상부가 감겨지는 제 2피동벨트와;
상기 제 2피동벨트와 일정간격을 유지한 상태로 상기 손목부회전축에 일측이 감겨지고, 상기 웜축에 타측이 감겨지는 제 3피동벨트;로 구성되는 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 교육용 로봇팔.
The method of claim 1,
The forceps rotating part is a drive rotation shaft rotatably coupled to the inner lower portion of the shoulder in a state coupled with the drive shaft of the drive motor fixed to the lower portion of the shoulder;
An arm part rotating shaft including a first arm part rotating shaft and a second arm part rotating shaft respectively rotatably coupled to an inner lower part and an inner upper part of the arm part while being located in an upper direction of the driving rotation shaft;
And a wrist part rotating shaft rotatably coupled to an inner upper part of the wrist part while being located in an upper direction of the second arm part rotating shaft of the arm rotating shaft.
The belt member may include a driving belt having a lower portion wound around the driving rotation shaft and an upper portion wound around the first arm rotating shaft;
A first driven belt wound on a lower portion of the first arm rotating shaft while being kept at a predetermined distance from the driving belt, and having an upper part wound on the second arm rotating shaft;
A second driven belt wound on a lower portion of the second arm rotating shaft while keeping a predetermined distance from the first driven belt, and a top wound on the wrist rotating shaft;
Safety robot for improved safety, characterized in that consisting of; the third driven belt is wound on one side to the wrist rotation axis, the other side is wound around the worm shaft while maintaining a predetermined interval with the second driven belt.
상기 회전력 전달부는 상기 구동회전축에 결합되어 상기 구동회전축과 함께 회전하고, 상기 구동벨트의 하부가 감겨지는 제 1풀리와;
상기 제 1팔부회전축에 공회전가능하게 결합되고, 상기 구동벨트의 상부가 감겨지는 제 2풀리와;
상기 제 1팔부회전축에 공회전가능하게 결합된 상태에서 상기 제 2풀리를 따라 회전하고, 상기 제 1피동벨트의 하부가 감겨지는 제 3풀리와;
상기 제 2팔부회전축에 공회전가능하게 결합되고, 상기 제 1피동벨트의 상부가 감겨지는 제 4풀리와;
상기 제 2팔부회전축에 공회전가능하게 결합된 상태에서 상기 제 4풀리를 따라 회전하고, 상기 제 2피동벨트의 하부가 감겨지는 제 5풀리와;
상기 손목부회전축에 공회전가능하게 결합되고, 상기 제 2피동벨트의 상부가 감겨지는 제 6풀리와;
상기 손목부회전축에 공회전가능하게 결합된 상태에서 상기 제 6풀리를 따라 회전하고, 상기 제 3피동벨트의 일측이 감겨지는 제 7풀리;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 교육용 로봇팔.
The method of claim 2,
The rotational force transmission unit is coupled to the drive rotary shaft to rotate with the drive rotary shaft, the first pulley is wound around the lower portion of the drive belt;
A second pulley coupled to the first arm rotational shaft to be idling, and having an upper portion of the driving belt wound;
A third pulley which rotates along the second pulley in a state of being coupled to the first arm rotational shaft to be idling and the lower portion of the first driven belt is wound;
A fourth pulley coupled to the second arm rotating shaft so as to be idle, and having an upper portion of the first driven belt wound;
A fifth pulley which rotates along the fourth pulley in a state of being coupled to the second arm rotational shaft to be idling, and the lower portion of the second driven belt is wound;
A sixth pulley rotatably coupled to the wrist rotating shaft and having an upper portion of the second driven belt wound;
A seventh pulley which rotates along the sixth pulley while being coupled to the wrist rotating shaft to be idling, and wherein one side of the third driven belt is wound. .
상기 회전력 전달부는 상기 제 1팔부회전축에 공회전가능하게 결합되고, 상기 구동벨트의 상부와 상기 제 1피동벨트의 하부가 일정간격을 유지한 상태로 각각 감겨지는 제 1슬리브와;
상기 제 2팔부회전축에 공회전가능하게 결합되고, 상기 제 1피동벨트의 상부와 상기 제 2피동벨트의 하부가 일정간격을 유지한 상태로 각각 감겨지는 제 2슬리브와;
상기 손목부회전축에 공회전가능하게 결합되고, 상기 제 2피동벨트의 상부와 상기 제 3피동벨트의 일측이 일정간격을 유지한 상태로 각각 감겨지는 제 3슬리브;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 교육용 로봇팔.
The method of claim 3, wherein
A first sleeve coupled to the first arm rotational shaft to be idling, the first sleeve being wound in a state in which an upper portion of the driving belt and a lower portion of the first driven belt maintain a predetermined interval;
A second sleeve coupled to the second arm rotating shaft so as to be idling, and each of which is wound around an upper portion of the first driven belt and a lower portion of the second driven belt at a predetermined interval;
And a third sleeve coupled to the wrist rotating shaft so as to be idle, and each of the upper side of the second driven belt and one side of the third driven belt being wound at a predetermined interval. Educational robot arm with improved safety.
상기 손목부 틸팅부는 상기 어깨부의 상부에 고정된 구동모터의 구동축에 타측이 결합되는 하부링크와;
상기 하부링크의 일측에 하부가 축결합되고, 상부가 상기 손목부의 하부 일측에 축결합되는 상부링크;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 교육용 로봇팔.The method of claim 1,
The wrist tilting unit and the lower link is coupled to the other side to the drive shaft of the drive motor fixed to the upper portion of the shoulder;
The upper side of the lower link is axially coupled to one side of the lower link, the upper link is axially coupled to the lower side of the wrist portion; improved educational robot arm comprising a.
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