KR102111621B1 - 매니퓰레이터 - Google Patents

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KR102111621B1
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Abstract

본 발명은 기저부 와이어들과 말단부 와이어들을 통해 조인트 조립체의 기저부 및 말단부가 복수의 방향으로 밴딩되도록 하는 와이어 구동 액추에이터를 포함한 매니퓰레이터에 관한 것으로, 말단부 구동 와이어는 기저부 구동 와이어의 이동과 연동하여 기저부 구동 와이어와 동일한 이동 거리로 이동하도록 되어 있으므로, 기저부를 밴딩하는 과정에서 발생할 수 있는 말단부의 밴딩을 예방할 수 있다.

Description

매니퓰레이터{MANIPULATOR}
본 발명은 조인트 조립체를 다양한 방향으로 밴딩(bending)하기 위한 와이어 구동 액추에이터를 갖춘 매니퓰레이터에 관한 것이다.
본 발명은 복수의 조인트들에 의해 형성되는 조인트 조립체와, 조인트 조립체를 동작시키기 위한 와이어 구동 액추에이터와, 와이어 구동 액추에이터에서 발생한 동력을 조인트 조립체에 전달하여 조인트 조립체가 밴딩(bending)되도록 하는 와이어를 포함한 매티퓰레이터에 관한 것이다.
이러한 매니퓰레이터에 있어서 조인트 조립체는 와이어 구동 액추에이터와 인접한 기저부와, 말단부로 나뉘어지며, 기저부의 선단에는 기저부 구동 와이어가 연결되고, 말단부의 선단에는 말단부 구동 와이어가 연결되어, 기저부 구동 와이어와 말단부 구동 와이어를 통해 기저부와 말단부를 각각 동작시킬 수 있다.
그런데, 말단부 구동 와이어는 불가피하게 기저부를 형성하는 조인트들을 관통하여 설치되는데, 이와 같이 말단부 구동 와이어를 설치할 경우, 기저부 구동 와이어를 통해 기저부를 밴딩시키는 과정에서 기저부를 통과하는 말단부 구동 와이어가 기저부의 밴딩에 영향을 받아 이동하게 되며, 그에 따라 말단부가 의도하지 않은 방향으로 밴딩될 수 있다.
본 발명의 일 측면은 보다 안정적으로 기저부의 밴딩 시 발생할 수 있는 말단부의 밴딩을 예방할 수 있는 매니퓰레이터를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 매니퓰레이터는 복수의 조인트가 연결되어 형성되는 조인트 조립체와, 복수의 와이어를 통해 상기 조인트 조립체가 복수의 방향으로 밴딩(bending)되도록 하는 와이어 구동 액추에이터와, 상기 조인트 조립체는 상기 와이어 구동 액추에이터측에 인접한 위치한 기저부와, 상기 액추에이터로부터 이격된 말단부를 포함하며, 상기 복수의 와이어는 상기 기저부를 밴딩하기 위한 복수의 기저부 구동 와이어와, 상기 말단부를 밴딩하기 위한 복수의 말단부 구동 와이어를 포함하며, 상기 말단부 구동 와이어는 상기 기저부 구동 와이어의 이동과 연동하여 상기 기저부 구동 와이어와 동일한 이동 거리로 이동한다.
또한 상기 와이어 구동 액추에이터는 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임에 회전 가능하게 설치되며 상기 기저부 구동 와이어가 설치되어 상기 기저부 구동 와이어를 구동하는 기저부 구동 레버와, 상기 베이스 프레임에 상기 기저부 구동 레버와 동축 상에 회전 가능하게 설치되며 상기 말단부 구동 와이어가 설치되어 상기 말단부 구동 와이어를 구동하는 말단부 구동레버를 포함하며, 상기 말단부 구동 와이어는 상기 기저부 구동레버를 통과하여 상기 말단부 구동레버에 설치된다.
또한 상기 기저부 구동레버는 상기 기저부 구동 와이어가 감기는 기저부 구동 풀리와, 상기 기저부 구동 풀리와 동축 상에 배치되어 상기 말단부 구동 와이어가 감기는 연동 풀리를 포함하며, 상기 말단부 구동레버는 상기 연동 풀리에 감긴 상기 말단부 구동 와이어가 감기는 말단부 구동 풀리를 포함한다.
또한 상기 구동레버와 이격 배치되는 가이드축을 포함하며, 상기 가이드축에는 상기 기저부 구동 와이어를 상기 기저부 구동 풀리로 안내하는 제 1 가이드풀리와, 상기 기저부 구동 풀리를 통과한 상기 기저부 구동 와이어를 안내하는 제 2 가이드풀리와, 상기 말단부 구동 와이어를 상기 연동 풀리로 안내하는 제 3 가이드풀리와, 상기 연동 풀리를 통과한 상기 말단부 구동 와이어를 상기 말단부 구동 풀리로 안내하는 제 4 가이드풀리와, 상기 제 4 가이드풀리를 통과한 상기 말단부 구동 와이어를 안내하는 제 5 가이드풀리를 포함한다.
또한 상기 제 1 가이드풀리, 상기 기저부 구동 풀리 및 상기 제 2 가이드풀리 사이의 상호 위치 관계는 상기 제 2 가이드풀리, 상기 연동 풀리 및 상기 제 3 가이드풀리 사이의 상호 위치 관계와 동일하다.
또한 상기 제 1 가이드풀리, 상기 기저부 구동 풀리 및 상기 제 2 가이드풀리 사이의 상호 위치 관계는 상기 제 3 가이드풀리, 상기 말단부 구동 풀리 및 상기 제 5 가이드풀리 사이의 상호 위치 관계와 동일하다.
또한 상기 기저부 구동 풀리 및 상기 연동 풀리는 각각 한 쌍씩 구비되어 상기 기저부 구동 풀리의 양측에 대칭되게 설치되며, 상기 말단부 구동 풀리는 한 쌍이 구비되어 상기 말단부 구동 풀리의 양측에 대칭되게 설치되며, 상기 가이드축 및 상기 가이드축에 설치된 상기 제 1 내지 제 5 가이드풀리는 각각 한 쌍씩 구비되어 상기 베이스 프레임에 서로 대칭되게 설치되며, 상기 기저부 구동 와이어 및 상기 말단부 구동 와이어는 한 쌍씩 구비되어 상기 기저부 구동 레버 및 상기 말단부 구동 레버의 양측, 상기 한 쌍의 가이드축 및 상기 한 쌍의 가이드축에 각각 설치된 상기 제 1 내지 제 5 가이드풀리는 서로 대칭되게 설치된다.
또한 양측에 상기 제 1 기저부 구동 와이어 및 상기 제 2 기저부 구동 와이어가 각각 설치된 상기 기저부 구동 레버 및 상기 말단부 구동 레버는 각각 한 쌍씩 구비되어 상기 베이스 프레임의 양측에 서로 대칭되도록 설치되며, 상기 한 쌍의 가이드축 및 상기 한 쌍의 가이드축에 각각 설치된 상기 제 1 내지 제 5 가이드풀리는 상기 베이스 프레임의 양측에 각각 설치되어, 상기 베이스 프레임에는 두 쌍의 상기 가이드축 및 두 쌍의 상기 가이드축에 각각 설치된 상기 제 1 내지 제 5 가이드풀리가 설치된다.
또한 상기 와이어 구동 액추에이터는 회전력을 발생시키는 복수의 구동모터와, 상기 복수의 구동모터에 의해 각각 회전하는 복수의 피니언과, 상기 기저부 구동 레버 및 상기 말단부 구동레버에 각각 설치되며 상기 복수의 피니언과 각각 이물림되는 복수의 기어부재를 포함한다.
또한 상기 와이어 구동 액추에이터는 상기 기저부 구동 레버 및 상기 말단부 구동레버에 각각 마련된 복수의 감지부와, 상기 복수의 감지부를 각각 감지하는 복수의 센서를 포함한다.
상술한 바와 같이 말단부 구동 와이어는 기저부 구동 와이어의 이동과 연동하여 기저부 구동 와이어와 동일한 이동 거리로 이동하므로, 기저부가 밴딩되는 과정에서 의도하지 않게 말단부가 밴딩되는 것은 예방된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매니퓰레이터의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 매니퓰레이터의 기저부 동작 상태를 보인 사시도이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 매니퓰레이터의 기저부 및 말단부 동작 상태를 보인 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 매니퓰레이터에 있어서, 와이어 구동 액추에이터의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 매니퓰레이터에 있어서 구동레버를 보인 사시도이다.
도 7은 도 6의 A부 확대도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 매니퓰레이터 및 와이어 구동 액추에이터의 동작을 개략적으로 보인 개념도이다.도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 매니퓰레이터에 있어서 기저부를 밴딩했을 경우의 구동레버들 및 와이어들의 동작 상태를 보인 부분 확대도이다.
도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 매니퓰레이터에 있어서 기저부 및 말단부를 밴딩했을 경우의 구동레버들 및 와이어들의 동작 상태를 보인 부분 확대도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 구동 액추에이터 및 이를 갖춘 매니퓰레이터를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 매니퓰레이터(1)는 복수의 조인트(11a-1~11a-6, 11b-1~11b-6)들에 의해 형성되는 조인트 조립체(10)와, 조인트 조립체(10)에 연결된 와이어(W1, W2)들을 구동하여 조인트 조립체(10)가 밴딩되도록 하는 와이어 구동 액추에이터(20)를 포함한다.
조인트 조립체(10)를 형성하는 조인트(11a-1~11a-6, 11b-1~11b-6)들은 각각 원환 형상으로 형성되며, 그 양면에는 원주 방향으로 오목부와 볼록부가 교대로 형성된다. 조인트(11a-1~11a-6, 11b-1~11b-6)들은 그 축 방향으로 차례로 배치되어 대략 관 형태의 조인트 조립체(10)를 형성한다. 이러한 조인트(11a-1~11a-6, 11b-1~11b-6)들은 그 양면에 마련된 오목부 및 볼록부를 통해 이웃한 조인트(11)들과 상호 작용하여 조인트 조립체(10)가 밴딩될 수 있도록 한다.
이러한 조인트 조립체(10)는 와이어 구동 액추에이터(20)와 인접한 기저부(10a)와, 기저부(10a)로부터 연장된 말단부(10b)를 포함하며, 와이어(W1, W2)들은 그 일단이 기저부(10a)의 선단을 형성하는 조인트(11a-6)와, 말단부(10b)의 선단을 형성하는 조인트(11b-6)들에 각각 연결되어 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이 기저부(10a)와 말단부(10b)가 개별적으로 밴딩될 수 있도록 되어 있다.
와이어(W1, W2)들은 조인트(11a-1~11a-6, 11b-1~11b-6)들에 마련된 관통공을 통과하여 그 일단이 기저부(10a) 및 말단부(10b)의 선단을 형성하는 조인트(11a-6, 11b-6)들에 각각 설치되고 타단은 와이어 구동 액추에이터(20)에 설치되어 와이어 구동 액추에이터(20)에서 발생한 동력을 조인트 조립체(10)에 전달한다.
이러한 와이어(W1, W2)들은 상술한 기저부(10a)의 선단에 연결되어 기저부(10a)를 밴딩할 수 있도록 하는 기저부 구동 와이어(W1)와, 말단부(10b)의 선단에 연결되어 말단부(10b)를 밴딩할 수 있도록 하는 말단부 구동 와이어(W2)를 포함한다. 본 실시예에서 말단부 구동 와이어는 기저부 구동 와이어의 이동과 연동하여 기저부 구동 와이어와 동일한 이동 거리로 이동한다.
예를 들어, 기저부 구동 와이어(W1) 및 말단부 구동 와이어(W2)는 각각 네 개씩 마련되어 기저부(10a) 및 말단부(10b)가 각각 네 방향으로 밴딩될 수 있다.
와이어 구동 액추에이터(20)는 와이어 구동 액추에이터(20)를 형성하는 구성들을 지지하는 베이스 프레임(201), 베이스 프레임(201)에 각각 회전 가능하게 설치되며, 회전 가능하게 설치되어 회전하며 와이어(W1, W2)들이 이동하도록 하는 복수의 구동 레버(211, 221)들과, 후술할 중심축(230)이 설치되는 힌지 프레임(202)을 포함한다.
구동 레버(211, 221)는 기저부(10a)를 구동하기 위한 기저부 구동 레버(211)와, 말단부(10b)를 구동하기 위한 말단부 구동 레버(221)를 포함하며, 기저부 구동 레버(211)와 말단부 구동 레버(221)는 동축 상에 설치되는데, 본 실시예에서 기저부 구동 레버(211)와 말단부 구동 레버(221)는 하나의 중심축(230)을 통해 베이스 프레임(201)에 회전 가능하게 설치된다.
기저부 구동 레버(211)에는 기저부 구동 와이어(W1)가 감기는 기저부 구동 풀리(212)와, 기저부 구동 풀리(212)와 동축 상에 배치되어 말단부 구동 와이어(W2)가 감기는 연동 풀리(213)가 설치되며, 말단부 구동 레버(221)에는 연동 풀리(213)에 감긴 말단부 구동 와이어(W2)가 다시 감기는 말단부 구동 풀리(222)가 설치된다.
또한 기저부 구동 와이어(W1) 및 말단부 구동 와이어(W2)가 구동 풀리(212, 222)들 및 연동 풀리(213)로 안내하기 위해 구동 레버(211, 221)들과 이격 배치된 가이드축(241)에는 복수의 가이드풀리(242, 243, 244, 245, 245)들이 설치된다. 가이드풀리(242, 243, 244, 245, 245)들에는 기저부 구동 와이어(W1)를 기저부 구동 풀리(212)로 안내하는 제 1 가이드풀리(242)와, 기저부 구동 풀리(212)에 감긴 기저부 구동 와이어(W1)를 안내하는 제 2 가이드풀리(243)와, 말단부 구동 와이어(W2)를 연동 풀리(213)로 안내하는 제 3 가이드풀리(244)와, 연동 풀리(213)에 감긴 말단부 구동 와이어(W2)를 말단부 구동 풀리(222)로 안내하는 제 4 가이드풀리(245)와, 말단부 구동 풀리(222)를 통과한 말단부 구동 와이어(W2)의 안내하는 제 5 가이드풀리(246)를 포함한다.
또한 상기와 같이 기저부 구동 풀리(212) 및 연동 풀리(213)가 한 쌍씩 설치된 기저부 구동 레버(211), 연동 풀리(213)가 한 쌍씩 설치된 말단부 구동 레버(221), 한 쌍의 가이드축(241) 및 두 가이드축(241)에 각각 설치된 제 1 내지 제 5 가이드풀리(246)는 베이스 프레임(201)의 양측에 대칭되게 설치되어, 네 개의 기저부 구동 와이어(W1) 및 네 개의 말단부 구동 와이어(W2)를 이동시킬 수 있도록 되어 있다.
따라서, 기저부 구동 와이어(W1)는 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 제 1 가이드풀리(242), 기저부 구동 풀리(212) 및 제 2 가이드풀리(243)에 차례로 감긴 후 베이스 프레임(201)에 고정되고, 말단부 구동 와이어(W2)는 제 3 가이드풀리(244), 연동 풀리(213), 제 4 가이드풀리(245), 말단부 구동 풀리(222) 및 제 5 가이드풀리(246)에 차례로 감긴 후 베이스 프레임(201)에 고정된다.
또한 기저부 구동 레버(211)에는 상술한 기저부 구동 풀리(212) 및 연동 풀리(213)가 각각 한 쌍씩 구비되어 양측에 대칭되게 마련되고, 말단부 구동 레버(221)에는 상술한 말단부 구동 풀리(222)가 한 쌍 구비되어 양측에 대칭되게 마련된다. 또한 상술한 가이드축(241) 및 가이드축(241)에 설치된 제 1 내지 제 5 가이드풀리(246)도 각각 한 쌍씩 구비되어 베이스 프레임(201)에 대칭되게 설치된다. 따라서 한 쌍의 기저부 구동 와이어(W1)와 한 쌍의 말단부 구동 와이어(W2)가 기저부 구동 레버(211) 및 말단부 구동 레버(221)의 양측에 서로 대칭되게 설치된다.
두 개의 기저부 구동 레버(211) 및 두 개의 말단부 구동 레버(221)를 회전시키기 위해 와이어 구동 액추에이터(20)는 회전력을 발생시키는 네 개의 구동모터(215, 225)와, 네 개의 구동모터(215, 225)에 의해 각각 회전하는 네 개의 피니언(216, 226)과, 두 기저부 구동 레버(211) 및 두 말단부 구동 레버(221)에 각각 설치되며 피니언(216, 226)과 각각 이물림되는 네 개의 기어부재(214, 224)를 포함한다. 또한 와이어 구동 액추에이터(20)에는 네 개의 피니언(216, 226) 및 네 개의 기어부재(214, 224)를 덮어 가리는 네 개의 기어 커버(219, 229)가 설치된다.
와이어 구동 액추에이터(20)는 구동 레버(211, 221)들의 위치를 확인하기 위해 구동 레버(211, 221)들로부터 돌출된 감지부(217, 227)들과, 광센서로 이루어져 감지부(217, 227)들을 각각 감지하는 센서(218, 228)들을 포함한다.
감지부(217, 227)들은 기저부 구동 레버(211)의 위치를 확인하기 위해 기저부 구동 레버(211)에 구비된 기저부 구동 레버 감지부(217, 227)와, 말단부 구동 레버(221)의 위치를 확인하기 위해 말단부 구동 레버(221)에 구비된 말단부 구동 레버 감지부(217, 227)를 포함하며, 센서(218, 228)는 기저부 구동 레버 감지부(217, 227)를 감지하는 기저부 구동 레버 센서(218, 228)와, 말단부 구동 레버 감지부(217, 227)를 감지하는 말단부 구동 레버 센서(218, 228)를 포함한다.
상기에서 제 1 가이드풀리(242), 기저부 구동 풀리(212) 및 제 2 가이드풀리(243) 사이의 상호 위치 관계는 제 2 가이드풀리(243), 연동 풀리(213) 및 제 3 가이드풀리(244) 사이의 상호 위치 관계와 동일하게 구성되도록 설계되며, 제 1 가이드풀리(242), 기저부 구동 풀리(212) 및 제 2 가이드풀리(243) 사이의 상호 위치 관계는 제 3 가이드풀리(244), 말단부 구동 풀리(222) 및 제 5 가이드풀리(246) 사이의 상호 위치 관계와 동일하도록 설계된다.
따라서 기저부 구동 레버(211)의 회전에 따라 기저부 구동 레버(211)의 양측에 대칭되게 설치된 두 기저부 구동 와이어(W1)가 서로 반대 방향으로 이동하고, 기저부 구동 레버(211)의 양측에 대칭되게 설치된 두 말단부 구동 와이어(W2)가 서로 반대 방향으로 이동한다.
도 8 및 도 9에는 본 실시예에서 기저부(10a), 말단부(10b), 기저부 구동 레버(211), 말단부 구동 레버(221), 기저부 구동 와이어(W1) 및 말단부 구동 레버(221)가 개략적으로 도시되어 있다. 도시한 바와 같이 기저부 구동 와이어(W1)는 기저부(10a) 및 기저부 구동 레버(211)에 차례로 통과하도록 설치되되, 말단부 구동 와이어(W2)는 말단부(10b), 기저부(10a), 기저부 구동 레버(211) 및 말단부 구동 레버(221)를 차례로 통과하도록 설치된다.
이때, 기저부 구동 와이어(W1)는 기저부 구동 레버(211)에 말단부 구동 와이어(W2)와 실질적으로 평행하게 설치되는데, 이는 기저부 구동 레버(211)의 동작에 따라 기저부 구동 와이어(W1)가 이동할 때 말단부 구동 와이어(W2)가 기저부 구동 와이어(W1)와 실질적으로 동일한 거리 만큼 이동하도록 하기 위한 것이다.
도 8에는 기저부 구동 레버(211)가 회전하기 전 상태가 도시되어 있으며, 도 9에는 기저부 구동 레버(211)가 일정 각도 회전한 상태가 도시되어 있는데, 도시한 있는 바와 같이 기저부 구동 레버(211)가 일 방향으로 회전하면 기저부 구동 레버(211)의 회전에 대응하여 두 기저부 구동 와이어(W1)가 이동하며 기저부(10a)를 밴딩한다. 이때, 말단부 구동 와이어(W2)는 기저부 구동 와이어(W1)의 이동 거리와 실질적으로 동일한 거리 만큼 이동하므로, 기저부(10a)가 밴딩되더라도 말단부 구동 와이어(W2)는 기저부(10a)와 기저부 구동 레버(211)에 배치되어 있는 부위만이 이동하고, 말단부(10b) 및 말단부 구동 레버(221)에서는 이동하지 않는다. 따라서, 기저부(10a)가 이동하더라도 말단부(10b)는 밴딩되지 않은 상태를 그대로 유지할 수 있다.도 10에는 도 2에 도시한 바와 같이 기저부(10a)가 밴딩되었을 때의 기저부 구동 레버(211)의 동작이 개시되어 있으며, 도 11에는 도 3에 도시한 바와 같이 기저부(10a) 및 말단부(10b)가 모두 밴딩되었을 때의 말단부 구동 레버(221)의 동작이 개시되어 있다.
상술한 바와 같이 제 1 가이드풀리(242), 기저부 구동 풀리(212) 및 제 2 가이드풀리(243) 사이의 상호 위치 관계는 제 2 가이드풀리(243), 연동 풀리(213) 및 제 3 가이드풀리(244) 사이의 상호 위치 관계와 동일하게 구성되어 있으므로, 기저부 구동 레버(211)에서 두 말단부 구동 와이어(W2)와 두 기저부 구동 와이어(W1)는 서로 평행하게 배치되어 있는 상태를 유지하여 두 말단부 구동 와이어(W2)의 이동 거리는 두 기저부 구동 와이어(W1)의 이동 거리와 동일하게 이동한다.
이와 같이 두 기저부 구동 와이어(W1)가 이동하는 과정에서 두 말단부 와이어(W2)가 두 기저부 구동 와이어(W1)와 동일한 거리만큼 이동하게 되므로, 기저부(10a)가 밴딩되더라도 말단부(10b)는 밴딩되지 않아 말단부(10b)가 의도하지 않게 밴딩되는 것은 예방된다.
또한 상술한 바와 같이 제 1 가이드풀리(242), 기저부 구동 풀리(212) 및 제 2 가이드풀리(243) 사이의 상호 위치 관계는 제 3 가이드풀리(244), 말단부 구동 풀리(222) 및 제 5 가이드풀리(246) 사이의 상호 위치 관계와 동일하게 형성되므로, 기저부 구동 레버(211)의 회전 각도와 동일한 각도로 말단부 구동 레버(221)를 회전시키면 기저부(10a)의 밴딩 각도와 동일한 각도로 말단부(10b)가 밴딩된다. 따라서 기저부 구동 레버(211)와 말단부 구동 레버(221)를 동일한 방식으로 제어할 수 있어 기저부(10a) 및 말단부(10b)의 밴딩 각도 조절이 간편해진다.
본 실시예에서는 조인트 조립체로 형성되어 있는 매니퓰레이터를 와이어를 통해 동작시키는 와이어 구동 액추에이터를 사용하는 다양한 장치에 적용되어 사용될 수 있다.
즉, 조인트 조립체를 사용하는 각종 매니퓰레이터에 있어서, 조인트 조립체의 여러 단부를 분할하여 동작시키기 위한 복수의 와이어가 조인트 조립체의 동일 구간을 통과하여 설치되도록 할 경우, 어느 하나의 와이어만을 이동시켜도 해당 구간의 밴딩에 따라 그 외의 구간이 영향을 받아 의도하지 않게 밴딩될 수 있으나, 상술한 바와 같이 나머지 와이어들이 이동하는 와이어와 동일하게 이동하게 함으로써 간섭을 방지할 수 있다.
본 발명은 최소 침습 수술 등에 사용되는 수술용 매니퓰레이터, 관 내부와 같이 좁은 공간 내에서 용접과 같은 작업을 수행하기 위한 각종 작업용 매니퓰레이터, 이송을 위한 로봇 암으로 동작하는 각종 이송용 매니퓰레이터 등 다양한 영역에서 널리 사용될 수 있다.
본 발명은 상기에서 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 수정 및 변형할 수 있다는 점은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10: 조인트 조립체 10a: 기저부
10b: 말단부 11: 조인트
20: 와이어 구동 액추에이터 211, 221: 구동 레버
212, 222: 구동 풀리 213: 연동 풀리
214, 224: 기어부재 215, 225: 구동모터
216, 226: 피니언 217, 227: 감지부
218, 228: 센서 219, 229: 기어 커버
230: 중심축 241: 가이드축
242: 제 1 가이드풀리 243: 제 2 가이드풀리
244: 제 3 가이드풀리 245: 제 4 가이드풀리
246: 제 5 가이드풀리

Claims (10)

  1. 복수의 조인트가 연결되어 형성되는 조인트 조립체와,
    복수의 와이어를 통해 상기 조인트 조립체가 복수의 방향으로 밴딩(bending)되도록 하는 와이어 구동 액추에이터와,
    상기 조인트 조립체는 상기 와이어 구동 액추에이터측에 인접한 위치한 기저부와, 상기 와이어 구동 액추에이터로부터 이격된 말단부를 포함하며,
    상기 복수의 와이어는 상기 기저부를 밴딩하기 위한 복수의 기저부 구동 와이어와, 상기 말단부를 밴딩하기 위한 복수의 말단부 구동 와이어를 포함하며,
    상기 말단부 구동 와이어는 상기 기저부 구동 와이어의 이동과 연동하여 상기 기저부 구동 와이어와 동일한 이동 거리로 이동하며,
    상기 와이어 구동 액추에이터는 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임에 회전 가능하게 설치되며 상기 기저부 구동 와이어가 설치되어 상기 기저부 구동 와이어를 구동하는 기저부 구동 레버와, 상기 베이스 프레임에 상기 기저부 구동 레버와 동축 상에 회전 가능하게 설치되며 상기 말단부 구동 와이어가 설치되어 상기 말단부 구동 와이어를 구동하는 말단부 구동레버를 포함하는 매니퓰레이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 말단부 구동 와이어는 상기 기저부 구동레버를 통과하여 상기 말단부 구동레버에 설치되며,
    상기 기저부 구동레버에서 상기 말단부 구동 와이어는 상기 기저부 구동 와이어와 평행하게 설치되는 매니퓰레이터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기저부 구동레버는 상기 기저부 구동 와이어가 감기는 기저부 구동 풀리와, 상기 기저부 구동 풀리와 동축 상에 배치되어 상기 말단부 구동 와이어가 감기는 연동 풀리를 포함하며,
    상기 말단부 구동레버는 상기 연동 풀리에 감긴 상기 말단부 구동 와이어가 감기는 말단부 구동 풀리를 포함하는 매니퓰레이터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기저부 구동레버 및 상기 말단부 구동레버와 이격 배치되는 가이드축을 포함하며,
    상기 가이드축에는 상기 기저부 구동 와이어를 상기 기저부 구동 풀리로 안내하는 제 1 가이드풀리와, 상기 기저부 구동 풀리를 통과한 상기 기저부 구동 와이어를 안내하는 제 2 가이드풀리와, 상기 말단부 구동 와이어를 상기 연동 풀리로 안내하는 제 3 가이드풀리와, 상기 연동 풀리를 통과한 상기 말단부 구동 와이어를 상기 말단부 구동 풀리로 안내하는 제 4 가이드풀리와, 상기 제 4 가이드풀리를 통과한 상기 말단부 구동 와이어를 안내하는 제 5 가이드풀리를 포함하는 매니퓰레이터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 가이드풀리, 상기 기저부 구동 풀리 및 상기 제 2 가이드풀리 사이의 상호 위치 관계는 상기 제 2 가이드풀리, 상기 연동 풀리 및 상기 제 3 가이드풀리 사이의 상호 위치 관계와 동일한 매니퓰레이터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 가이드풀리, 상기 기저부 구동 풀리 및 상기 제 2 가이드풀리 사이의 상호 위치 관계는 상기 제 3 가이드풀리, 상기 말단부 구동 풀리 및 상기 제 5 가이드풀리 사이의 상호 위치 관계와 동일한 매니퓰레이터.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 기저부 구동 풀리 및 상기 연동 풀리는 각각 한 쌍씩 구비되어 상기 기저부 구동 풀리의 양측에 대칭되게 설치되며,
    상기 말단부 구동 풀리는 한 쌍이 구비되어 상기 말단부 구동 풀리의 양측에 대칭되게 설치되며,
    상기 가이드축 및 상기 가이드축에 설치된 상기 제 1 내지 제 5 가이드풀리는 각각 한 쌍씩 구비되어 상기 베이스 프레임에 서로 대칭되게 설치되며,
    상기 기저부 구동 와이어 및 상기 말단부 구동 와이어는 한 쌍씩 구비되어 상기 기저부 구동 레버 및 상기 말단부 구동 레버의 양측, 상기 한 쌍의 가이드축 및 상기 한 쌍의 가이드축에 각각 설치된 상기 제 1 내지 제 5 가이드풀리는 서로 대칭되게 설치되는 매니퓰레이터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    양측에 상기 기저부 구동 와이어 및 상기 말단부 구동 와이어가 각각 설치된 상기 기저부 구동 레버 및 상기 말단부 구동 레버는 각각 한 쌍씩 구비되어 상기 베이스 프레임의 양측에 서로 대칭되도록 설치되며,
    상기 한 쌍의 가이드축 및 상기 한 쌍의 가이드축에 각각 설치된 상기 제 1 내지 제 5 가이드풀리는 상기 베이스 프레임의 양측에 각각 설치되어, 상기 베이스 프레임에는 두 쌍의 상기 가이드축 및 두 쌍의 상기 가이드축에 각각 설치된 상기 제 1 내지 제 5 가이드풀리가 설치되는 매니퓰레이터.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 와이어 구동 액추에이터는 회전력을 발생시키는 복수의 구동모터와, 상기 복수의 구동모터에 의해 각각 회전하는 복수의 피니언과, 상기 기저부 구동 레버 및 상기 말단부 구동레버에 각각 설치되며 상기 복수의 피니언과 각각 이물림되는 복수의 기어부재를 포함하는 매니퓰레이터.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 와이어 구동 액추에이터는 상기 기저부 구동 레버 및 상기 말단부 구동레버에 각각 마련된 복수의 감지부와, 상기 복수의 감지부를 각각 감지하는 복수의 센서를 포함하는 매니퓰레이터.
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