KR102151386B1 - Reducer with position feedback apparatus - Google Patents
Reducer with position feedback apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- KR102151386B1 KR102151386B1 KR1020170057354A KR20170057354A KR102151386B1 KR 102151386 B1 KR102151386 B1 KR 102151386B1 KR 1020170057354 A KR1020170057354 A KR 1020170057354A KR 20170057354 A KR20170057354 A KR 20170057354A KR 102151386 B1 KR102151386 B1 KR 102151386B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- encoder
- speed reducer
- module
- position feedback
- bearing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/102—Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/0075—Means for protecting the manipulator from its environment or vice versa
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
- F16H2057/02039—Gearboxes for particular applications
- F16H2057/02069—Gearboxes for particular applications for industrial applications
- F16H2057/02073—Reduction gearboxes for industry
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Robotics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Retarders (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
본 발명의 일 실시예는, 일 측면에 따른 위치 피드백 장치를 갖는 감속기에 있어서, 감속기 외주면을 둘러싸는 형태의 감속기 케이스, 중공된 일자형 동력 전달 경로와 베어링 일체형 양단 지지 구조의 출력축을 구비하여 동력을 입력 받아 감속한 후 출력하는 인서트 기어 모듈 및 상기 인서트 기어 모듈에 장착되는 엔코더를 포함하되, 상기 엔코더는, 상기 베어링 일체형 양단 지지 구조의 출력축 하단 일측에 마련되며, 또한 감속기 케이스에 마련된 내장홈에 구비되는 것을 특징으로 하는 위치 피드백 장치가 내장된 감속기를 제공한다.In an embodiment of the present invention, in a speed reducer having a position feedback device according to one aspect, power is provided by a speed reducer case of a form surrounding the outer circumference of the speed reducer, a hollow straight power transmission path and an output shaft of an integral bearing-type support structure. Includes an insert gear module that receives input and outputs after decelerating, and an encoder mounted on the insert gear module, wherein the encoder is provided at one side of the lower end of the output shaft of the bearing-integrated both ends support structure, and is provided in an internal groove provided in the reducer case. It provides a speed reducer with a built-in position feedback device, characterized in that the.
Description
본 발명은 위치 피드백 장치가 내장된 감속기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 출력부에 위치 피드백 장치를 장착하면서도 일자형 동력 전달 구조를 가지는 출력부 위치 피드백 장치를 내부에 구비한 감속기에 관한 것이다.The present invention relates to a speed reducer with a built-in position feedback device, and more particularly, to a speed reducer having an output part position feedback device having a straight power transmission structure while mounting the position feedback device to the output part.
최근 로봇은 산업용뿐만 아니라, 가정용 로봇, 휴머노이드 로봇에 이르기까지 사용 범위가 넓어지고 있으며, 그에 따라 로봇 기술은 급격하게 발전하고 있다. 특히 로봇 기술과 관련하여 로봇 관절의 유연성을 위해 장착하는 액츄에이터는 로봇의 핵심적인 부품 중 하나이고 그 중 감속기가 액츄에이터의 주된 구성으로 사용되고 있으며, 대표적인 예로 기어식 감속기, 전동볼식 감속기, 싸이클로이드 감속기 등이 있다.Recently, the range of use of robots is expanding not only for industrial use, but also for home robots and humanoid robots, and accordingly, robot technology is rapidly developing. In particular, in relation to robot technology, the actuator installed for the flexibility of the robot joint is one of the core parts of the robot, and the reducer is used as the main component of the actuator. Representative examples include gear type reducer, electric ball type reducer, and cycloidal reducer. There is this.
통상의 액츄에이터는 모터에 해당하는 입력 부분의 위치 피드백 장치만을 통해 제어를 하고 있는 실정이나, 이러한 경우 고토크를 얻기 위해 감속기를 장착하는 경우 감속비에 따른 응답성 감소 및 오차가 증가하여 정밀제어가 어려운 단점이 있다. 따라서 최근에는 액츄에이터의 입력부뿐만 아니라 출력부에 위치 피드백 장치를 부착하여 정밀제어가 용이하고 특히, 절대 위치 엔코더를 통해 별도의 호밍 없이도 전원 인가 후 출력부의 위치를 바로 알 수 있도록 액츄에이터를 구현하고 있다. 출력부 위치 피드백 장치는 회전하는 출력부와 직접적으로 연결되어야 하는 특징이 있는데, 인벌류트 기어열과 같이 다축/다단기어 형태의 기어열은 출력부와 직접적인 연결이 용이하지만, 싸이클로이드 감속기와 같은 유성기어 기반 내접식 기어열은 단축/동축의 기어열이여서 출력부에 위치 피드백 장치를 직접 연결할 경우 중공의 기구부(기어부)와 “S”형 혹은 “지그재그”형의 입력부(추가 기어열)가 요구될 수 밖에 없는 구조를 지니고 있다. Conventional actuators are controlled only through the position feedback device of the input part corresponding to the motor, but in this case, if a reducer is installed to obtain high torque, the responsiveness according to the reduction ratio and the error increase, making precise control difficult. There are drawbacks. Therefore, recently, a position feedback device is attached to the output as well as the input part of the actuator, so that precise control is easy.In particular, the actuator is implemented so that the position of the output part can be immediately known after power is applied without a separate homing through the absolute position encoder. The output position feedback device has the characteristic that it must be directly connected to the rotating output. The multi-axis/multi-stage gear train like an involute gear train is easy to connect directly to the output, but planetary gears such as a cycloid gear reducer. The base internal gear train is a single axis/coaxial gear train, so if the position feedback device is directly connected to the output part, a hollow mechanical part (gear part) and an “S” type or “Zigzag” type input part (additional gear train) are required. It has an inevitable structure.
종래의 위치 피드백 장치가 내장된 감속기(X)를 나타낸 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 감속기(X) 내부에 위치한 출력측(200)에 자석(마그네틱)이 구비된 로드(Rod)가 장착되어 있고, 이 로드의 회전(출력축(200)과 동일한 회전) 값을 측정하는 마그네틱 POT (potentiometer) 센서(300, 자력변화 측정)가 장착된 것을 확인할 수 있다. 이 경우 입력측(100)에서 동력을 입력 받아 출력측(200)으로 전달할 때에 출력측 중심에 장착된 로드는 회전을 하고 이를 측정하는 센서는 고정되어 있어 동력 전달 구조를 일자형으로 구현할 수 없었고, 따라서 “S”형 혹은 “지그재그”형 동력 전달 구조(400)를 사용하였다. 그러나 이러한 “S”형 혹은 “지그재그”형 동력전달 구조는 고토크 감속부의 경우 기어열의 체적 증가와 추가 기어열의 내구성이 크게 요구되므로, 감속부 전체의 내구성 감소를 초래할 수 있는 문제점이 있다.Referring to Figs. 1 and 2 showing a conventional speed reducer X with a built-in position feedback device, a rod equipped with a magnet (magnetic) is mounted on the
따라서 감속부 전체의 내구성 감소를 시키지 않도록 일자형 동력 전달 구조를 가지면서도 출력측에 직접 위치 피드백 장치가 장착된 감속기의 필요성이 대두된다.Accordingly, there is a need for a speed reducer equipped with a position feedback device directly on the output side while having a straight power transmission structure so as not to reduce the durability of the reduction part as a whole.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 출력부에 위치 피드백 장치를 장착하면서도 일자형 동력 전달 구조를 갖는 위치 피드백 장치가 내장된 감속기를 제공하는 것이다.The present invention was conceived to solve the above-described problem, and the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a speed reducer with a built-in position feedback device having a straight power transmission structure while mounting a position feedback device to the output unit.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. There will be.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 위치 피드백 장치를 갖는 감속기에 있어서, 감속기 외주면을 둘러싸는 형태의 감속기 케이스; 중공된 일자형 동력 전달 경로와 베어링 일체형 양단 지지 구조의 출력축을 구비하여 동력을 입력 받아 감속한 후 출력하는 인서트 기어 모듈; 및 상기 인서트 기어 모듈에 장착되는 엔코더를 포함하되, 상기 인서트 기어 모듈은, 중공된 일자형 동력 전달 경로를 가지되 상기 인서트 기어 모듈 중앙에 위치하여 동력을 입력 받는 입력부; 및 상기 동력을 제공 받아 감속한 후 출력하는 베어링 일체형 양단 지지 구조의 출력축을 구비한 출력부를 포함하며, 상기 엔코더는 상기 출력부의 출력축에 직접 연결되어 상기 출력부의 절대적인 위치 정보를 파악하며, 또한 상기 엔코더는, 상기 베어링 일체형 양단 지지 구조의 출력축 하단 일측에 마련되며, 또한 감속기 케이스에 마련된 내장홈에 구비되며, 상기 베어링 일체형 양단 지지 구조의 출력축은 상단 베어링 모듈 및 하단 베어링 모듈을 포함하며, 상기 상단 베어링 모듈과 상기 하단 베어링 모듈은 결합부재를 통해 상호 결합되어 고정되며, 상기 엔코더는 상기 하단 베어링 모듈 하단 일측에 장착되는 것을 특징으로 하는 위치 피드백 장치가 내장된 감속기를 제공한다.In order to solve the above technical problem, one embodiment of the present invention is a speed reducer having a position feedback device, comprising: a speed reducer case surrounding an outer peripheral surface of the speed reducer; An insert gear module that has a hollow straight power transmission path and an output shaft of a bearing-integrated support structure at both ends, receives power, decelerates, and outputs; And an encoder mounted on the insert gear module, wherein the insert gear module includes: an input unit having a hollow straight power transmission path and being located at the center of the insert gear module to receive power; And an output unit having an output shaft of a bearing-integrated support structure that outputs the output after decelerating by receiving the power, wherein the encoder is directly connected to the output shaft of the output unit to grasp absolute position information of the output unit, and the encoder Is provided on one side of the lower end of the output shaft of the bearing-integrated both-end support structure, and is provided in an internal groove provided in the reducer case, and the output shaft of the bearing-integrated both-end support structure includes an upper bearing module and a lower bearing module, and the upper bearing The module and the lower bearing module are coupled to each other and fixed through a coupling member, and the encoder is mounted on one side of a lower end of the lower bearing module.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 감속기 케이스는, 상기 감속기를 둘러싸는 하우징과, 상기 감속기 내주면에 일체로 형성되어 상기 인서트 기어 모듈과 결합하는 결합 기어와, 상기 엔코더가 내장되는 내장홈을 포함하되, 상기 감속기 케이스는 교체가 가능하여 상기 인서트 기어 모듈은 커스터마이징이 가능할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the speed reducer case includes a housing surrounding the speed reducer, a coupling gear integrally formed on an inner circumferential surface of the speed reducer and coupled to the insert gear module, and an internal groove in which the encoder is embedded. , The reducer case may be replaced, so that the insert gear module may be customizable.
삭제delete
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 베어링 일체형 양단 지지 구조의 출력축은 크로스롤러베어링 형태이고, 상기 상단 베어링 모듈 및 하단 베어링 모듈은 동일한 형상을 가지고, 각각 결합홈을 구비하며, 상기 결합홈과 결합 가능한 상기 결합부재를 통해 상호 결합될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the output shaft of the bearing-integrated support structure at both ends is in the form of a cross roller bearing, and the upper bearing module and the lower bearing module have the same shape, each has a coupling groove, and can be coupled to the coupling groove. It may be coupled to each other through the coupling member.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엔코더는, 상기 인서트 기어 모듈에 장착되되, 자석 및 PCB를 구비하여 상기 출력부의 위치 정보를 자속 검출 방식으로 분석 및 획득하고, 상기 위치 정보를 토대로 위치 피드백을 실시하는 편심형 절대 엔코더일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the encoder is mounted on the insert gear module, has a magnet and a PCB, analyzes and acquires the position information of the output unit by a magnetic flux detection method, and performs position feedback based on the position information. It can be an eccentric absolute encoder.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엔코더는 상기 하단 베어링 모듈 하단 일측에 장착시 기어 구동형 또는 벨트 구동형으로 결합할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the encoder may be coupled to a gear driven type or a belt driven type when mounted on one side of the lower end of the lower bearing module.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엔코더는 상기 하단 베어링 모듈 하단 일측에 장착시 기어 구동형 또는 벨트 구동형으로 결합하되, 상기 엔코더 외주면에 마련되는 오염 방지용 커버를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the encoder is coupled to a gear driven type or a belt driven type when mounted on one side of the lower end of the lower bearing module, and may further include a contamination prevention cover provided on an outer peripheral surface of the encoder.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면 양단 지지 구조의 출력축 하단에 편심형 절대 엔코더를 장착하여 감속기 내부에 출력측 위치 피드백 장치를 장착할 수 있고, 출력측 위치 피드백 장치를 내장하면서도 동력 전달 구조가 일자형인 감속기를 구현할 수 있다.According to various embodiments of the present invention, an eccentric absolute encoder may be mounted at the bottom of the output shaft of the support structure at both ends to mount an output-side position feedback device inside the speed reducer, and a speed reducer having a straight power transmission structure while having an output-side position feedback device is installed. Can be implemented.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1및 도 2는 종래의 위치 피드백 장치가 내장된 감속기의 내부 구성을 개략적으로 도시한 측면도와 일부 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 피드백 장치가 내장된 감속기의 내부 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시에에 따른 위치 피드백 장치가 내장된 감속기의 세부 구성을 도시한 일부 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시에에 따른 위치 피드백 장치가 내장된 감속기가 포함하는 인서트 기어 모듈의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시에에 따른 위치 피드백 장치가 내장된 감속기가 포함하는 인서트 기어 모듈의 하위 구성요소 중 하나인 출력축의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 감속기가 포함하는 엔코더의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 구동형 엔코더의 외형을 도시한 도면이다.
도9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 벨트 구동형 엔코더의 외형을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시에에 따른 벨트 구동형 엔코더와 그 외주면에 형성된 오염 방지용 커버를 도시한 도면이다.1 and 2 are a side view and a partial exploded perspective view schematically showing an internal configuration of a reduction gear in which a conventional position feedback device is incorporated.
3 is a side view schematically showing the internal configuration of a speed reducer with a built-in position feedback device according to an embodiment of the present invention.
4 is a partial exploded perspective view showing a detailed configuration of a speed reducer with a built-in position feedback device according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a schematic configuration of an insert gear module including a speed reducer with a built-in position feedback device according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a detailed configuration of an output shaft, which is one of the sub-elements of an insert gear module including a speed reducer with a built-in position feedback device according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram showing a detailed configuration of an encoder including a speed reducer according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing the external appearance of a gear-driven encoder according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing the outer shape of a belt-driven encoder according to another embodiment of the present invention.
10 is a view showing a belt-driven encoder according to another embodiment of the present invention and a cover for preventing contamination formed on the outer circumferential surface thereof.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 특히 종래의 감속기 구조와 기어 구조, 감속기 내부 구조, 출력축의 구조, 각 구성요소들의 결합 방법 등은 이하에서 설명하는 방법 외에 다양하게 실시될 수 있음이 자명하다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms, and therefore is not limited to the embodiments described herein. The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or used interchangeably in consideration of only the ease of preparation of the specification, and do not have meanings or roles that are distinguished from each other by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description has been omitted, and similar parts are similar throughout the specification. Reference numerals are attached. In particular, it is apparent that the conventional speed reducer structure and gear structure, the speed reducer internal structure, the structure of the output shaft, and a method of coupling each component may be variously implemented in addition to the method described below.
명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.When it is said that a part is "connected (connected, contacted, bonded)" with another part throughout the specification, it is not only "directly connected", but "indirectly connected" with another member in the middle. It includes cases where it is made. In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further provided, rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In addition, in the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other It is to be understood that the presence or addition of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance the possibility of being excluded.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 피드백 장치가 내장된 감속기(1)의 내부 구성을 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 4는 감속기(1)의 세부 구성을 도시한 일부 분해 사시도를 나타낸 도면으로서, 이를 참조하여 감속기(1)를 설명한다.3 is a side view schematically showing an internal configuration of a speed reducer 1 with a built-in position feedback device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a partial exploded perspective view showing a detailed configuration of the speed reducer 1 As a drawing, the reducer 1 will be described with reference to this.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 감속기(1)는 감속기 케이스(1000), 인서트 기어 모듈(2000) 및 엔코더(3000)를 포함한다.3 and 4, the speed reducer 1 includes a
감속기 케이스(1000)는 감속기(1) 외주면을 둘러싸는 형태로 구현되며, 감속기(1) 내부를 외부로부터 보호하고, 감속기(1) 내부와 외부를 차단시킨다. 구체적으로 감속기 케이스(1000)는 하우징(1100), 결합 기어(1200) 및 내장홈(1300)을 포함할 수 있다The
하우징(1100)은 감속기(1)를 직접적으로 둘러싸고 내부에 인서트 기어 모듈(2000)(이하 “인서트 기어”는 “인서트 기어 모듈”로 모두 정정함), 엔코더(3000) 등이 구비될 수 있는 형태이다. 도 3 및 도 4에는 원기둥 형태를 지니고 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 다각기둥을 포함한 다양한 형태로 구현될 수 있고, 제작 방법에 따라 소재도 다양하게 선택될 수 있으며, 반드시 감속기(1) 전체를 밀폐해야 하는 것은 아니므로, 일부분이 외부와 연결 가능하도록 구현될 수 있다.The
결합 기어(1200)는 감속기 케이스(1000) 내주면에 일체로 형성되어 인서트 기어 모듈(2000)와 결합할 수 있는 구조를 가진다. 결합 기어(1200)는 인벌류트 치형(involute tooth)을 가진 인벌류트 기어(involute gear) 또는 에피트로코이드 치형(epitrochoid tooth)을 가진 에피트로코이드 기어(epitrochoid gear) 등 다양한 형태의 결합 가능한 치형을 갖는 구조로 설계될 수 있으나, 반드시 치형을 갖는 기어 결합형 구조를 가져야 하는 것은 아니며, 인서트 기어 모듈(2000)와 결합할 수 있는 다양한 구조로 구현될 수 있다. The
내장홈(1300)은 엔코더(3000)가 장착되는 공간으로 본 발명의 일 목적은 내장홈(1300)을 통해 엔코더(3000)를 내장하면서도 동력 전달 경로가 일자형인 감속기(1)를 구현하는 것이다. 도 3 및 도 4에 표시된 바와 같이 엔코더(3000)가 도면상 감속기 케이스(1000) 내부 우측에 마련되어 있으나, 좌측에 마련될 수도 있으며, 따라서 내장홈(1300)은 감속기 케이스(1000) 내부 좌측 또는 우측을 포함하여 다양한 공간에 마련될 수 있다.The built-in
인서트 기어 모듈(2000)는 입력된 동력에 감속을 실시하여 출력하는 장치로, 감속기 케이스(1000) 내부에 삽입되거나 탈착 가능한 형태이고, 중공된 일자형 동력 전달 경로를 가질 수 있다. 구체적으로 인서트 기어 모듈(2000)는 입력측과 출력측의 기능 및 작용이 분리되도록 입력부(2100) 및 출력부(2200)를 포함할 수 있다.The
입력부(2100)는 일자형 동력 전달 경로(2110)를 가지고, 인서트 기어 모듈(2000) 중앙부(중심부)에 위치하며 외부 동력을 입력 받아 출력부(2200)에 전달하는 기능을 수행한다. The
이로써 감속기(1)는 일자형 동력 전달 경로(2110)를 구현하여 감속기(1)의 구조가 복잡해지는 것을 방지하고 그에 따른 제작 비용 감소 및 내구성 감소 등의 문제점을 해결할 수 있다.Accordingly, the reducer 1 implements the straight
출력부(2200)는 입력부(2100)가 입력 받은 동력을 제공 받아 필요 또는 선택에 따라 일정 감속비에 의하여 감속한 후 동력을 출력한다. 특히 감속기(1)에 있어서 중요한 출력부(2200)는 본 발명의 일 목적인 일자형 동력 전달 경로(2110)를 가지면서도 감속기(1) 내부에 하기에서 설명할 출력측 위치 피드백 장치인 엔코더(3000)를 장착하기 위해 베어링 일체형 양단 지지 구조의 출력축(2210)(이하 “베어링”은 “베어링 일체형 양단 지지 구조의 출력축”으로 정정함)을 구비한다. 이는 이하에서 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명한다. The
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인서트 기어 모듈(2000)의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 6은 인서트 기어 모듈(2000)의 구성요소 중 하나인 출력축(2210)의 세부 구성을 도시한 도면이다.5 is a diagram showing a schematic configuration of an
출력부(2200)의 핵심 구성요소인 출력축(2110)은 앞서 설명 하였듯이 베어링 일체형 양단 지지 구조를 지니고 있다. 또한 출력축(2110)은 도 5 및 도 6에서와 같이 크로스롤러베어링 형태를 지니는 것이 바람직할 것이나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며 그 형상은 얼마든지 다양하게 변형되어 실시될 수 있다. The
구체적으로 출력축(2210)은 상단 베어링 모듈(2211), 하단 베어링 모듈(2213), 결합홈(2215), 결합부재(2217)을 포함할 수 있다. 베어링 일체형 양단 지지 구조를 실현하기 위해 상단과 하단 복수의 베어링 모듈(2213; 2215)을 착안하였으며, 이를 결합하기 위해 각 베어링 모듈(2213; 2215)에 결합홈(2215)을 채택하였고, 결합홈(2215)과 결합부재(2217)를 통해 상단 베어링 모듈(2213)과 하단 베어링 모듈(2215)를 상호 결합시킬 수 있다. 결합방법은 나사와 렌치를 이용할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며 요철 결합 등 다양하게 변형 실시할 수 있다. 또한 결합홉(2215) 및 결합부재(2217)는 단수개일 수도 있고 다수개일 수도 있다. 또한, 인서트 기어 모듈(2000)은 외부 하우징 없이 자체적으로 감속기의 기능을 수행할 수 있기 때문에 다양한 형태의 하우징 및 케이스에 결합이 가능하고, 하우징(1100) 또는 감속기 케이스(1000)의 교체를 통해 손쉽게 커스터마이징이 가능하다.Specifically, the
상단 베어링 모듈(2211) 및 하단 베어링 모듈(2213)은 동일한 형상을 갖도록 구현하는 것이 바람직하지만, 완벽하게 동일한 형상일 필요는 없으며 양단 지지가 가능한 구조이고 인서트 기어 모듈(2000)을 구성하여 감속기(1) 내부에 삽입 또는 장착이 가능한 정도라면 얼마든지 다양하게 변형 실시될 수 있다. 또한 여기서 말하는 상단 또는 하단은 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 본 발명을 설명함에 있어 용이함을 위한 용어일 뿐 특별한 의미는 없으며, 위치에 따라 용어가 바뀔 수 있고, 경우에 따라 상단이 하단으로 하단이 상단으로 변경 될 수 있음은 당연하다.It is preferable to implement the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더(3000)의 세부 구성을 도시한 도면으로서, 앞선 도 4와 도7을 참조하여 엔코더(3000)를 상세히 설명한다.7 is a diagram showing a detailed configuration of an
엔코더(3000)는 출력측 위치 피드백 장치로서 출력측과 직접 연결되어야 하므로 출력부(2200) 베어링 일체형 양단 지지 구조의 출력축(2210)에 장착된다. 그 중에서도 출력축(2210)을 구성하는 하단 베어링 모듈(2213)에 장착되는 것이 바람직하다(앞서 설명하였듯이 상단 베어링 모듈이 하단 베어링 모듈이 될 수 있다). Since the
구체적으로 엔코더(3000)는 마그네틱 엔코더 형태로서 하위 구성으로 자석(3100) 및 PCB(3200)를 포함할 수 있으나, 반드시 마그네틱 엔코더 형태여야 하는 것은 아니다. Specifically, the
자석(3100)의 자속 변화와 세기를 감지하는 역할을 수행하는 PCB(3200)를 통해 출력부(2200)의 위치 정보를 분석 및 획득하여 출력부(2200)의 위치 피드백을 수행할 수 있다. 이를 통해 감속기(1)의 정밀 제어가 가능하여 감속기(1)를 포함하는 액츄에이터 전체의 정밀성을 높이는데 기여할 수 있다.Position feedback of the
바람직하게는 출력측 위치 피드백 장치의 효과를 극대화하기 위해 엔코더(3000)는 출력부(2200)의 절대적인 위치 정보를 파악하여 전원 on/off 시에도 절대적인 위치가 변하지 않도록 편심형 절대 엔코더(Absolute Encoder)로 구현된다.Preferably, in order to maximize the effect of the position feedback device on the output side, the
또한 엔코더(3000)는 다양한 방식으로 출력축(2210)에 장착될 수 있는데 본 발명에서는 그 예시로서 기어 구동형 또는 벨트 구동형 결합을 제시한다. 이는 이하 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명한다.In addition, the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 구동형 엔코더(3010)의 외형을 도시한 도면이고, 도9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 벨트 구동형 엔코더(3020)의 외형을 도시한 도면이며, 도 10은 본 발명의 다른 실시에에 따른 오염 방지용 커버(3021)를 구비한 엔코더(3020)의 외형을 도시한 도면이다.FIG. 8 is a diagram showing the outer shape of a gear-driven
편심형 절대 엔코더 형태인 엔코더(3000)를 회전하기 위해서는 일반적인 동력 전달 장치들을 모두 적용할 수 있다. 그 중에서도 대표적으로 기어 구동형 엔코더(3010) 및 벨트 구동형 엔코더(3020)를 적용할 수 있다. In order to rotate the
위치 피드백 장치로서의 일반적인 엔코더의 경우 출력측의 회전만을 전달하기 때문에 부하가 없어 벨트 구동형 엔코더(3020)로 출력축(2210)에 결합하여도 슬립이 발생하지 않고 동력 전달이 가능하다. 그러나 더욱 정밀하고 정확한 동력 전달을 위해서는 기어 구동형 엔코더(3010)을 적용하여 출력축(2210)에 결합 할 수 있다.In the case of a general encoder as a position feedback device, since it transmits only the rotation on the output side, there is no load, so even if it is coupled to the
또한 기어 구동형 엔코더(010) 및 벨트 구동형 엔코더(3020)를 적용하는 경우에는 오염 방지와 내구성 감소 방지를 위해 도 10에 나타낸 바와 같이 오염 방지용 커버(3021)를 외부에 더 구비할 수 있다. In addition, when the gear-driven encoder 010 and the belt-driven
이상 전술한 감속기(1)를 이용하여 동력 전달 경로(2110)를 일자형(직선)으로 구현하여 정확한 고토크의 동력 전달이 가능하며 중공형 감속기(1)를 구현할 수 있다. 또한 출력부(2200)에 엔코더(3000)를 직접 장착하되, 출력부(2200)에 베어링 일체형 양단 지지 구조의 출력축(2210)을 적용하여 엔코더(3000)가 시스템적으로 감속기(1)에 내장될 수 있다. 또한 베어링 일체형 양단 지지 구조를 채택하여 감속 기능을 수행하는 인서트 기어 모듈(2000)의 강성을 향상시킬 수 있으며, 변형을 최소화하여 정밀도 향상에 기여할 수 있다. 또한 외륜 접촉형 절대 엔코더가 아닌 편심형 절대 엔코더 형태의 엔코더(3000)로 위치 피드백 장치를 마련하여 소형화가 상대적으로 용이하며 저비용으로 커스트마이징이 가능한 효과를 발휘할 수 있다.By implementing the
1 : 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 피드백 장치가 내장된 감속기
1000 : 감속기 케이스 1100 : 하우징
1200 : 결합 기어 1300 : 내장홈
2000 : 인서트 기어 모듈 2100 : 입력부
2110 : 동력 전달 경로 2200 : 출력부
2210 : 베어링 일체형 양단 지지 구조의 출력축
2211 : 상단 베어링 모듈 2213 : 하단 베어링 모듈
2215 : 결합홈 2217 : 결합부재
3000 : 엔코더 3100 : 자석
3200 : PCB 3010 : 기어 구동형 엔코더
3020 : 벨트 구동형 엔코더 3021 : 오염 방지용 커버1: Reducer with a built-in position feedback device according to an embodiment of the present invention
1000: reducer case 1100: housing
1200: coupling gear 1300: built-in groove
2000: insert gear module 2100: input
2110: power transmission path 2200: output
2210: Output shaft of bearing integrated support structure at both ends
2211: upper bearing module 2213: lower bearing module
2215: coupling groove 2217: coupling member
3000: encoder 3100: magnet
3200: PCB 3010: gear driven encoder
3020: belt-driven encoder 3021: contamination prevention cover
Claims (7)
감속기 외주면을 둘러싸는 형태의 감속기 케이스;
중공된 일자형 동력 전달 경로와 베어링 일체형 양단 지지 구조의 출력축을 구비하여 동력을 입력 받아 감속한 후 출력하는 인서트 기어 모듈; 및
상기 인서트 기어 모듈에 장착되는 엔코더를 포함하되,
상기 인서트 기어 모듈은,
중공된 일자형 동력 전달 경로를 가지되 상기 인서트 기어 모듈 중앙에 위치하여 동력을 입력 받는 입력부; 및
상기 동력을 제공 받아 감속한 후 출력하는 베어링 일체형 양단 지지 구조의 출력축을 구비한 출력부를 포함하며,
상기 엔코더는 상기 출력부의 출력축에 직접 연결되어 상기 출력부의 절대적인 위치 정보를 파악하며,
또한 상기 엔코더는, 상기 베어링 일체형 양단 지지 구조의 출력축 하단 일측에 마련되며, 또한 감속기 케이스에 마련된 내장홈에 구비되며,
상기 베어링 일체형 양단 지지 구조의 출력축은 상단 베어링 모듈 및 하단 베어링 모듈을 포함하며,
상기 상단 베어링 모듈과 상기 하단 베어링 모듈은 결합부재를 통해 상호 결합되어 고정되며,
상기 엔코더는 상기 하단 베어링 모듈 하단 일측에 장착되는 것을 특징으로 하는 위치 피드백 장치가 내장된 감속기.
In the reducer having a position feedback device,
A speed reducer case surrounding the outer peripheral surface of the speed reducer;
An insert gear module that has a hollow straight power transmission path and an output shaft of a bearing-integrated support structure at both ends, receives power, decelerates, and outputs; And
Including an encoder mounted on the insert gear module,
The insert gear module,
An input unit having a hollow straight power transmission path and being located at the center of the insert gear module to receive power; And
It includes an output unit having an output shaft of a bearing-integrated support structure for outputting after deceleration by receiving the power,
The encoder is directly connected to the output shaft of the output unit to grasp absolute position information of the output unit,
In addition, the encoder is provided at one side of the lower end of the output shaft of the bearing-integrated support structure at both ends, and is also provided in a built-in groove provided in the reducer case,
The output shaft of the bearing-integrated both ends support structure includes an upper bearing module and a lower bearing module,
The upper bearing module and the lower bearing module are mutually coupled and fixed through a coupling member,
The encoder is a speed reducer with a built-in position feedback device, characterized in that mounted on one side of the lower end of the lower bearing module.
상기 감속기 케이스는,
상기 감속기를 둘러싸는 하우징;
상기 감속기 내주면에 일체로 형성되어 상기 인서트 기어 모듈과 결합하는 결합 기어; 및
상기 엔코더가 내장되는 내장홈을 포함하되,
상기 감속기 케이스는 교체가 가능하여 상기 인서트 기어 모듈은 커스터마이징이 가능한 것을 특징으로 하는 위치 피드백 장치가 내장된 감속기.
The method of claim 1,
The speed reducer case,
A housing surrounding the reducer;
A coupling gear integrally formed on an inner circumferential surface of the reducer and coupled to the insert gear module; And
Including an internal groove in which the encoder is built,
The speed reducer case with a built-in position feedback device, characterized in that the insert gear module is customizable because the case is replaceable.
상기 베어링 일체형 양단 지지 구조의 출력축은 크로스롤러베어링 형태이고,
상기 상단 베어링 모듈 및 하단 베어링 모듈은 동일한 형상을 가지고, 각각 결합홈을 구비하며, 상기 결합홈과 결합 가능한 상기 결합부재를 통해 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 위치 피드백 장치가 내장된 감속기.
The method of claim 1,
The output shaft of the bearing integrated support structure at both ends is in the form of a cross roller bearing,
The upper bearing module and the lower bearing module have the same shape, each has a coupling groove, the speed reducer with a built-in position feedback device, characterized in that mutually coupled through the coupling member that can be coupled to the coupling groove.
상기 엔코더는,
상기 인서트 기어 모듈에 장착되되,
자석 및 PCB를 구비하여 상기 출력부의 위치 정보를 자속 검출 방식으로 분석 및 획득하고,
상기 위치 정보를 토대로 위치 피드백을 실시하는 편심형 절대 엔코더인 것을 특징으로 하는 위치 피드백 장치가 내장된 감속기.
The method of claim 4,
The encoder,
It is mounted on the insert gear module,
A magnet and a PCB are provided to analyze and acquire the position information of the output unit by a magnetic flux detection method,
A speed reducer with a built-in position feedback device, characterized in that it is an eccentric absolute encoder that performs position feedback based on the position information.
상기 엔코더는 상기 하단 베어링 모듈 하단 일측에 장착시 기어 구동형 또는 벨트 구동형으로 결합하는 것을 특징으로 하는 위치 피드백 장치가 내장된 감속기.
The method of claim 5,
The encoder is a speed reducer with a built-in position feedback device, characterized in that coupled to a gear-driven type or a belt-driven type when mounted on one side of the lower end of the lower bearing module.
상기 엔코더는 상기 하단 베어링 모듈 하단 일측에 장착시 기어 구동형 또는 벨트 구동형으로 결합하되,
상기 엔코더 외주면에 마련되는 오염 방지용 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 피드백 장치가 내장된 감속기.
The method of claim 6,
The encoder is coupled to a gear driven type or a belt driven type when mounted on one side of the lower end of the lower bearing module,
A speed reducer with a built-in position feedback device, characterized in that it further comprises a cover for preventing contamination provided on the outer peripheral surface of the encoder.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170057354A KR102151386B1 (en) | 2017-05-08 | 2017-05-08 | Reducer with position feedback apparatus |
PCT/KR2017/004804 WO2018207955A1 (en) | 2017-05-08 | 2017-05-10 | Speed reducer having position feedback device provided therein |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170057354A KR102151386B1 (en) | 2017-05-08 | 2017-05-08 | Reducer with position feedback apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20180134434A KR20180134434A (en) | 2018-12-19 |
KR102151386B1 true KR102151386B1 (en) | 2020-09-03 |
Family
ID=64105461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170057354A KR102151386B1 (en) | 2017-05-08 | 2017-05-08 | Reducer with position feedback apparatus |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102151386B1 (en) |
WO (1) | WO2018207955A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109676643B (en) * | 2019-01-31 | 2024-01-26 | 上海合时智能科技有限公司 | Integrated waterproof power cabin of small robot |
CN114396506B (en) * | 2021-12-24 | 2023-02-03 | 中国商用飞机有限责任公司 | Valve rotary actuator |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010210073A (en) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Nabtesco Corp | Drive unit |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5488494B2 (en) * | 2011-02-23 | 2014-05-14 | 株式会社安川電機 | Robot system |
KR101308738B1 (en) * | 2011-10-26 | 2013-09-16 | (주)로보티즈 | Apparatus for position feedback of cycloid reducer |
KR101308737B1 (en) * | 2011-10-26 | 2013-09-16 | (주)로보티즈 | Unibody type cycloid reducer |
KR101194316B1 (en) * | 2012-03-30 | 2012-10-29 | 한국기계연구원 | Driving modules with hollowness |
KR101424739B1 (en) * | 2013-02-27 | 2014-08-04 | 주식회사 에스비비테크 | A cycloid reducer |
CN105813812B (en) * | 2014-04-28 | 2017-09-12 | 株式会社乐博特思 | The multi input mode decelerator fed back with input and output position |
-
2017
- 2017-05-08 KR KR1020170057354A patent/KR102151386B1/en active IP Right Grant
- 2017-05-10 WO PCT/KR2017/004804 patent/WO2018207955A1/en active Application Filing
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010210073A (en) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Nabtesco Corp | Drive unit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018207955A1 (en) | 2018-11-15 |
KR20180134434A (en) | 2018-12-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20230364778A1 (en) | Drive Unit for Robotic Manipulators | |
US9581220B2 (en) | Separable actuator | |
EP2169263B1 (en) | Reduction gear device with motors, and industrial machine | |
JP5528207B2 (en) | Link actuator | |
US9850996B2 (en) | Motor incorporating reducer | |
KR101308738B1 (en) | Apparatus for position feedback of cycloid reducer | |
KR101433997B1 (en) | Hollow reduction gear | |
JP5984898B2 (en) | Range switching device | |
CN103358316A (en) | Hollow driving module | |
KR200450505Y1 (en) | Gear reducer | |
KR101194316B1 (en) | Driving modules with hollowness | |
US10890242B2 (en) | Gear box, driving device, and electronic apparatus | |
WO2014157032A1 (en) | Linear actuator | |
KR102052681B1 (en) | Actuator | |
KR102151386B1 (en) | Reducer with position feedback apparatus | |
KR20170001642U (en) | Magnetic coupling device with a rotary actuation system | |
JP2010151269A (en) | Rotating and driving device, articulation structure of robot and robot arm | |
JP2012144181A (en) | Steering device | |
KR101398073B1 (en) | Actuator assembly | |
JP2009160721A (en) | Motorized rotary joint | |
US20160261166A1 (en) | Actuator assembly with a magnetic coupling | |
JP2010084842A (en) | Rotary drive device, robot joint structure and robot arm | |
JP2017133606A (en) | Electric linear actuator | |
US10731729B2 (en) | Wheel train mechanism, gear box, driving device, and electronic apparatus | |
KR101627611B1 (en) | Multi-input type reducer having input-output with position feedback |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL NUMBER: 2018101005055; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20181214 Effective date: 20200225 |
|
S901 | Examination by remand of revocation | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
GRNO | Decision to grant (after opposition) |