KR102224404B1 - 6-axis compliance device with force/torque sensing capability - Google Patents

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KR102224404B1
KR102224404B1 KR1020190138380A KR20190138380A KR102224404B1 KR 102224404 B1 KR102224404 B1 KR 102224404B1 KR 1020190138380 A KR1020190138380 A KR 1020190138380A KR 20190138380 A KR20190138380 A KR 20190138380A KR 102224404 B1 KR102224404 B1 KR 102224404B1
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ball
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fixed frame
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김한성
곽경민
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경남대학교 산학협력단
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    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

The present invention relates to a 6-axis compliance apparatus with force/moment measuring function, which comprises: a fixing frame; a moving frame; and a compliance instrument unit which makes an elastic deformation when the moving frame relocates based on the fixing frame; and a detection measuring unit which measures three forces and three moments working on the moving frame based on a fixed coordinate system. The compliance instrument unit includes a first through third compliance modules installed by diagonalizing into an interval of angle of 120 degrees. Each of the first through third compliance modules includes: a support block fixed on an upper surface of the fixing frame; a first elastic piece whose one end is fixed on the support block, and whose other end is a free end; a first link member which is detachably engaged by magnetism by the medium of a first strong magnetic ball, whose lower end is engaged with the other end of the first elastic piece, and which is detachably engaged by magnetism by the medium of a second strong magnetic ball whose upper end is engaged with the moving frame; a second elastic piece whose one end is fixed on the support block and whose other end is a free end for being symmetrical to the first elastic piece; and a second link member which is detachably engaged by magnetism by the medium of a third strong magnetic ball whose lower end is engaged with the other end of the second elastic piece, and which is detachably engaged by magnetism by the medium of a fourth strong magnetic ball whose upper end is engaged with the moving frame to be symmetrical to the first link member. The present invention aims to provide the 6-axis compliance apparatus with the force/moment measuring function, which is able to perform a more precise control.

Description

6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 순응장치{6-AXIS COMPLIANCE DEVICE WITH FORCE/TORQUE SENSING CAPABILITY}6-axis force/moment measurement function {6-AXIS COMPLIANCE DEVICE WITH FORCE/TORQUE SENSING CAPABILITY}

본 발명은 작업로봇의 중심축에 형성된 순응중심을 이용하여 작업로봇에 결합된 작업공구가 대상물을 가공 또는 조립하는 경우 일정한 압력으로 접촉하여 대상물 및 작업공구의 파손을 방지하도록 3축 방향에 작용하는 3개의 힘과 3축의 중심을 기준으로 회전하여 발생하는 3개의 모멘트를 측정하는 6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 순응장치에 관한 것이다.The present invention uses a compliant center formed on the central axis of the work robot to work in the three-axis direction to prevent damage to the object and the work tool by contacting it with a constant pressure when a work tool coupled to the work robot processes or assembles an object. It relates to an acclimatization device having a six-axis force/moment measurement function that measures three forces and three moments generated by rotation about the center of the three axes.

현대 산업 사회에서 다양한 분야에 산업용 로봇이 사용되고 있다. 초기 산업용 로봇의 경우 단순히 무거운 짐을 옮기는 역할만 수행했지만, 3차원 환경 인식이 가능해지면서 물류 이송 작업뿐만 아니라 주요 공정라인에 설치되어 다양한 작업들을 수행하고 있다. 점차 산업의 자동화가 진행됨에 따라 생산성 향상, 비용 절감, 다품종 소량생산 등 다양한 요구사항이 생겨나고, 이러한 요구사항들을 충족시키기 위해 주요 공정라인 뿐만 아니라 전체 공정라인에 산업용 로봇을 투입할 필요성이 생겨났다.Industrial robots are used in various fields in the modern industrial society. In the case of early industrial robots, they simply performed the role of moving heavy loads, but as 3D environment recognition became possible, they were installed in major process lines as well as logistics and carrying out various tasks. As industrial automation progresses gradually, various requirements such as productivity improvement, cost reduction, and small-scale production of various types have arisen, and in order to meet these requirements, there has been a need to put industrial robots in not only the main process line but also the entire process line. .

예컨대, 디버링, 버핑, 폴리싱, 글라인딩, 샌딩 등과 같은 가공작업은 물론, 각 부품을 조립하는 제품조립작업에 산업용 로봇을 투입시킨다면 많은 비용절감 효과를 볼 수 있다. 이러한 작업들의 공통점은 작업공구를 작업물의 표면에 일정한 접촉력을 유지하면서 작업물의 표면을 따라 이동해야 된다. 따라서, 작업로봇의 위치 제어뿐만 아니라 힘 제어도 필요해졌다. 상술한 문제점들을 해결하기 위해 강성을 알 수 있는 장치를 작업로봇의 끝단 즉, 손목부위에 결합하여 위치 및 힘을 동시에 제어하는 방법이 사용되고 있다.For example, if an industrial robot is used not only for processing operations such as deburring, buffing, polishing, grinding, sanding, etc., but also for product assembly operations that assemble each part, a lot of cost can be saved. The common point of these operations is that the work tool must be moved along the surface of the work piece while maintaining a constant contact force on the work piece's surface. Therefore, it is necessary not only to control the position of the working robot but also to control the force. In order to solve the above-described problems, a method of simultaneously controlling a position and a force by combining a device with known rigidity to an end of a working robot, that is, a wrist portion is used.

종래 기술에 따른 힘 제어 방식은 힘 측정이 가능한 F/T 센서(Force/Torque Sensor)를 작업로봇의 손목부위에 부착하여 힘 제어가 필요한 작업에 사용되고 있다. 하지만, F/T 센서의 경우 작업을 수행하는 장치가 아닌 필요한 정보를 신호로 전달하는 장치이기 때문에 힘/모멘트를 측정하여 제어하는데 도움은 주지만, 일정한 힘으로 작업용 공구를 단단한 대상물 표면에 접촉 및 유지하기가 매우 어렵다.The force control method according to the prior art is used in a task requiring force control by attaching a force/torque sensor capable of measuring force to the wrist of a working robot. However, since the F/T sensor is a device that transmits necessary information as a signal, not a device that performs a task, it helps to measure and control the force/moment, but it contacts and maintains the working tool on the surface of a hard object with a constant force. It is very difficult to do.

즉, 대상물의 표면에 일정한 압력을 유지하기 위해선 유연성(Flexible)을 가진 작업공구를 사용해야되고, F/T 센서의 내부 구조가 십자형태의 탄성 구조물로 이루어져 있어 횡민감도(Cross Sensitivity)를 최소화하는데 한계가 있다는 문제점이 있다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이 힘/모멘트를 감지함과 동시에 유연성을 가진 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 장치를 개발하였다.In other words, in order to maintain a constant pressure on the surface of the object, a flexible work tool must be used, and the internal structure of the F/T sensor is made of a cross-shaped elastic structure, so there is a limit to minimizing cross sensitivity. There is a problem that there is. Therefore, as shown in FIG. 1, a device having a force/moment measurement function having flexibility while sensing a force/moment was developed.

먼저, 고정좌표계의 고정원점이 정의되는 고정프레임(10)과, 상기 고정프레임(10)으로부터 상방으로 이격되어 설치되고, 이동좌표계의 이동원점이 정의되는 이동프레임(20)과, 상기 고정프레임(10)과 이동프레임(20) 사이에 설치되어 상기 고정프레임(10)에 대해 상기 이동프레임(20)을 지지하고, 상기 고정좌표계를 기준으로 상기 이동프레임(10)의 이동원점에 작용하는 3축 각각의 방향에 대한 3개의 힘 및 3축 각각의 방향을 회전중심으로 하는 3개의 모멘트를 측정하는 순응기구부(30)로 이루어진다.First, a fixed frame 10 in which a fixed origin of a fixed coordinate system is defined, a moving frame 20 that is installed to be spaced upward from the fixed frame 10 and defines a moving origin of the moving coordinate system, and the fixed frame 10 ) Is installed between the moving frame 20 to support the moving frame 20 with respect to the fixed frame 10, and each of the three axes acting on the moving origin of the moving frame 10 based on the fixed coordinate system It consists of a conforming mechanism part 30 that measures three forces with respect to the direction of and three moments in each direction of the three axes as the center of rotation.

여기서, 순응기구부(30)는 일단이 고정프레임(10)과 볼조인트 결합되고, 타단이 이동프레임(20)과 볼조인트 결합된다. 또한, 이동프레임(20)에 외력이 작용하여 이동프레임의 이동좌표계가 위치 이동하는 경우 충격을 완화하도록 완충실린더가 구비된다. 완충실린더는 내부에 스프링이 설치되어 미소변위를 형성하여 장치에 유연성을 갖게 한다.Here, the conforming mechanism unit 30 has one end coupled to the fixed frame 10 and a ball joint, and the other end coupled to the movable frame 20 and a ball joint. In addition, when an external force acts on the moving frame 20 and the moving coordinate system of the moving frame moves in position, a buffer cylinder is provided to alleviate the impact. The buffer cylinder has a spring installed inside to form a small displacement to give the device flexibility.

더욱이, 완충실린더의 외측면에 설치된 광학센서를 통해 이동프레임(20)에 외력이 작용해 완충실린더의 내부에 설치된 스프링이 압축되어 형성되는 미소변위를 측정하여 이동프레임(20)에 작용하는 외력의 방향과 크기를 측정하게 된다. 하지만, 광학센서의 경우 고가이기 때문에 장치의 비용이 높다는 문제점과 광학센서의 특성상 외부로부터 들어오는 이물질에 취약하여 사용할 수 있는 환경이 제한적이라는 단점이 있다.Moreover, an external force acts on the moving frame 20 through an optical sensor installed on the outer surface of the buffer cylinder, and the spring installed inside the buffer cylinder is compressed to measure the small displacement formed. You will measure the direction and size. However, since the optical sensor is expensive, the cost of the device is high, and due to the characteristics of the optical sensor, it is vulnerable to foreign substances coming from the outside, so that the usable environment is limited.

상술한 문제점을 보완하기 위해 본 출원인이 출원 및 등록한 특허등록 제10-1876676호의 '6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 순응장치'에서 도 2에 도시된 바와 같이 스트레인게이지를 이용하여 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 장치를 개발하였다. 즉, 고정프레임(10)과 이동프레임(20) 및 순응기구부(30)는 동일하게 가지지만, 순응기구부(30)의 구조를 종래의 스프링-실린더 구조로부터 링크부재(31) 및 탄성편(32)이라는 새로운 구조로 변경하고, 탄성편(32)에 스트레인게이지(S)를 부착하여 변형량을 감지함으로써 고정좌표계를 기준으로 이동원점에 작용하는 3개의 힘과 3개의 모멘트를 측정하여 장치의 비용을 확연히 줄이면서도 작업물과 작업공구의 손상 및 파손을 방지할 수 있게 되었다.In order to compensate for the above-described problems, force/moment measurement using a strain gauge as shown in FIG. 2 in the'Adaptation Device with 6-axis force/moment measurement function' of Patent Registration No. 10-1876676 filed and registered by the present applicant. A device with a function was developed. That is, the fixed frame 10, the moving frame 20, and the conforming mechanism part 30 have the same, but the structure of the conforming mechanism part 30 is changed from the conventional spring-cylinder structure to the link member 31 and the elastic piece 32. ), and by attaching a strain gauge (S) to the elastic piece (32) to detect the amount of deformation, measure the three forces and three moments acting on the moving origin based on the fixed coordinate system to reduce the cost of the device. It is possible to prevent damage and damage to the work piece and work tool while significantly reducing it.

그러나 상술한 종래 기술에 따른 순응장치의 경우에도, 첫째 링크부재(31)의 양단에 볼조인트(33)가 구비되는데, 이러한 볼조인트(33)가 구형의 기계적인 구조로써 추가적인 연결부가 필요하고, 그에 따른 설계 및 조립 오차 등에 따라 보다 정밀한 힘/모멘트 측정을 방해하는 요소가 된다는 문제와, 둘째 링크부재(31), 탄성편(32) 및 볼조인트(33) 중 어느 하나에 흠집이나 파손 등의 이유로 교체시 전체를 모두 분해하여 다시 재조립해야 한다는 불편한 문제가 있다.However, even in the case of the compliant device according to the prior art described above, first, ball joints 33 are provided at both ends of the link member 31, and such a ball joint 33 has a spherical mechanical structure and requires an additional connection part, The problem that it becomes an element that interferes with more precise force/moment measurement according to design and assembly errors, and the second link member 31, the elastic piece 32, and any one of the ball joint 33 is scratched or damaged. For this reason, there is an inconvenient problem that the whole must be disassembled and reassembled again when replacing.

상기와 같은 관점에서 안출된 본 발명의 목적은, 소형화 및 정밀화에 더욱 적합하고, 제작비용을 절감시킬 수 있으면서도 외부로부터 유입되는 이물질에 영향을 받지 않아 다양한 작업환경에 적용 가능하며, 간단한 힘 제어 방식을 사용하여 3개의 힘 및 3개의 모멘트를 측정할 수 있고, 특히 링크부재의 양단에 구비되는 볼조인트의 구조를 개선하여 보다 정밀한 제어와 함께 분해나 조립이 편리한 6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 순응장치를 제공하는 데 있다.The object of the present invention, conceived from the above point of view, is more suitable for miniaturization and precision, can reduce manufacturing cost, but is not affected by foreign substances introduced from the outside, so that it can be applied to various working environments, and a simple force control method It is possible to measure three forces and three moments by using, and in particular, it has a 6-axis force/moment measurement function that is convenient for disassembly and assembly with more precise control by improving the structure of the ball joint provided at both ends of the link member. It is to provide acclimatization devices.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 순응장치는, X-Y-Z의 3축으로 된 고정좌표계의 고정원점이 정의되는 고정프레임과, 상기 고정프레임의 상방으로 이격되어 상기 고정프레임의 고정좌표계를 기준으로 이동 가능하게 설치되고, x-y-z의 3축으로 된 이동좌표계의 이동원점이 정의되는 이동프레임과, 상기 고정프레임에 대하여 상기 이동프레임을 지지하도록 상기 고정프레임과 이동프레임 사이에 설치되고, 상기 고정프레임의 고정좌표계를 기준으로 상기 이동프레임의 이동원점에 외력이 작용하여 위치 이동하는 경우 탄성 변형하는 순응기구부와, 상기 순응기구부의 변형량을 감지하여 상기 고정좌표계를 기준으로 상기 이동프레임의 이동원점에 작용하는 3축 각각의 방향에 대한 3개의 힘과 3축 각각의 방향을 회전중심으로 하는 3개의 모멘트를 측정하는 감지측정부를 포함하고, 상기 순응기구부는, 상기 고정프레임과 이동프레임 사이에 각각이 120도 각도의 간격으로 대각화되어 설치된 3개의 제1 순응모듈, 제2 순응모듈 및 제3 순응모듈을 포함하고, 상기 제1 순응모듈, 제2 순응모듈 및 제3 순응모듈 각각은, 상기 고정프레임의 상면에 고정 설치된 지지블럭과, 일단이 상기 지지블럭에 고정 설치되고, 타단이 자유단인 제1 탄성편과, 하단이 상기 제1 탄성편의 타단에 결합된 제1 강자성볼을 매개로 자력에 의해 탈부착 가능하게 결합되고, 상단이 상기 이동프레임에 결합된 제2 강자성볼을 매개로 자력에 의해 탈부착 가능하게 결합되는 제1 링크부재와, 상기 제1 탄성편과 서로 대칭되도록 일단이 상기 지지블럭에 고정 설치되고, 타단이 자유단인 제2 탄성편과, 상기 제1 링크부재와 서로 대칭되도록 하단이 상기 제2 탄성편의 타단에 결합된 제3 강자성볼을 매개로 자력에 의해 탈부착 가능하게 결합되고, 상단이 상기 이동프레임에 결합된 제4 강자성볼을 매개로 자력에 의해 탈부착 가능하게 결합되는 제2 링크부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the adaptive device having a six-axis force/moment measurement function according to the present invention includes a fixed frame in which a fixed origin of a fixed coordinate system consisting of three axes of XYZ is defined, and spaced upward of the fixed frame. The fixed frame and the moving frame are installed so as to be movable based on the fixed coordinate system of the fixed frame, and the moving origin of the moving coordinate system of xyz is defined, and the fixed frame and the moving frame to support the moving frame with respect to the fixed frame. A compliant mechanism unit that is installed between and elastically deforms when an external force acts on the movement origin of the movable frame to move the position based on the fixed coordinate system of the fixed frame, and a deformation amount of the compliant mechanism unit is sensed based on the fixed coordinate system. And a sensing measuring unit for measuring three forces in each direction of the three axes acting on the moving origin of the moving frame and three moments having each direction of the three axes as a rotation center, and the conforming mechanism unit includes the fixed frame It includes three first conforming modules, a second conforming module, and a third conforming module installed diagonally at intervals of 120 degrees between the and the moving frame, and the first conforming module, the second conforming module, and the third conforming module. Each of the conforming modules includes a support block fixedly installed on the upper surface of the fixing frame, a first elastic piece having one end fixedly installed on the support block, the other end being a free end, and a first elastic piece having a lower end coupled to the other end of the first elastic piece. 1 A first link member detachably coupled by magnetic force through a ferromagnetic ball, and a first link member detachably coupled by magnetic force through a second ferromagnetic ball coupled to the moving frame, and the first elastic piece A second elastic piece having one end fixedly installed on the support block so as to be symmetrical to each other, and a third ferromagnetic ball having a lower end coupled to the other end of the second elastic piece so that the other end is symmetrical to each other with the first link member. It characterized in that it comprises a second link member detachably coupled by magnetic force, the upper end is detachably coupled by magnetic force through a fourth ferromagnetic ball coupled to the moving frame.

또한, 상기 제1 강자성볼은, 구형의 강자성체이며, 하면에 돌출 형성된 볼트몸체가 상기 제1 탄성편의 타단을 관통하여 제1 너트를 매개로 나사결합되고, 상기 제3 강자성볼은, 구형의 강자성체이며, 하면에 돌출 형성된 볼트몸체가 상기 제2 탄성편의 타단을 관통하여 제2 너트를 매개로 나사결합되고, 상기 제2 강자성볼 및 제4 강자성볼 각각은, 구형의 강자성체이며, 상면에 돌출 형성된 볼트몸체가 상기 이동프레임의 하면을 관통하여 나사결합되는 것을 특징으로 한다.In addition, the first ferromagnetic ball is a spherical ferromagnetic body, a bolt body protruding from the lower surface is screwed through the first nut through the other end of the first elastic piece, and the third ferromagnetic ball is a spherical ferromagnetic body The bolt body protruding from the lower surface penetrates the other end of the second elastic piece and is screwed through a second nut, and each of the second ferromagnetic ball and the fourth ferromagnetic ball is a spherical ferromagnetic body, and is formed protruding from the upper surface. It characterized in that the bolt body is screwed through the lower surface of the moving frame.

또한, 상기 제1 링크부재는, 원통 형상의 비자성체로 하단에 형성된 제1 하부소켓 및 상단에 형성된 제1 상부소켓과, 상기 제1 하부소켓에 근접하게 배치되도록 내부 하방에 삽설된 제1 하부자석과, 상기 제1 상부소켓에 근접하게 배치되도록 내부 상방에 삽설된 제1 상부자석을 포함하고, 상기 제2 링크부재는, 원통 형상의 비자성체로 하단에 형성된 제2 하부소켓 및 상단에 형성된 제2 상부소켓과, 상기 제2 하부소켓에 근접하게 배치되도록 내부 하방에 삽설된 제2 하부자석과, 상기 제2 상부소켓에 근접하게 배치되도록 내부 상방에 삽설된 제2 상부자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the first link member includes a first lower socket formed at a lower end of a cylindrical nonmagnetic material, a first upper socket formed at an upper end, and a first lower part inserted below the inside so as to be disposed close to the first lower socket. It includes a magnet, and a first upper magnet inserted in the upper portion so as to be disposed close to the first upper socket, and the second link member is a cylindrical non-magnetic material formed at the lower end and a second lower socket formed at the upper end. Including a second upper socket, a second lower magnet inserted below the inside to be disposed close to the second lower socket, and a second upper magnet inserted above the inside to be disposed close to the second upper socket It is characterized.

또한, 상기 제1 링크부재는, 상기 제1 강자성볼에 상기 제1 하부소켓이 접촉하여 볼조인트되며, 상기 제1 하부자석의 자력에 의해 상기 제1 강자성볼과 탈착 가능하게 결합되고, 상기 제2 강자성볼에 상기 제1 상부소켓이 접촉하여 볼조인트되며, 상기 제1 상부자석의 자력에 의해 상기 제2 강자성볼과 탈착 가능하게 결합되고, 상기 제2 링크부재는, 상기 제3 강자성볼에 상기 제2 하부소켓이 접촉하여 볼조인트되며, 상기 제2 하부자석의 자력에 의해 상기 제1 강자성볼과 탈착 가능하게 결합되고, 상기 제4 강자성볼에 상기 제2 상부소켓이 접촉하여 볼조인트되며, 상기 제2 상부자석의 자력에 의해 상기 제4 강자성볼과 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.In addition, the first link member is ball-joined by contacting the first lower socket with the first ferromagnetic ball, and is detachably coupled to the first ferromagnetic ball by the magnetic force of the first lower magnet, 2 The first upper socket is in contact with the ferromagnetic ball to be ball-joined, the second ferromagnetic ball is detachably coupled to the second ferromagnetic ball by the magnetic force of the first upper magnet, and the second link member is connected to the third ferromagnetic ball. The second lower socket is in contact with the ball joint, the first ferromagnetic ball is detachably coupled to the first ferromagnetic ball by the magnetic force of the second lower magnet, and the second upper socket is in contact with the fourth ferromagnetic ball to make a ball joint. , Characterized in that it is detachably coupled to the fourth ferromagnetic ball by the magnetic force of the second upper magnet.

또한, 상기 고정프레임 및 이동프레임은 상호 평행하게 설치된 것을 특징으로 한다.In addition, the fixed frame and the moving frame are characterized in that they are installed in parallel with each other.

또한, 상기 제1 순응모듈, 제2 순응모듈 및 제3 순응모듈 각각의 제1 탄성편, 제2 탄성편, 제1 링크부재 및 제2 링크부재 각각은, 상기 고정프레임 및 이동프레임 사이에 가상의 수직으로 된 동일평면상에 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, each of the first elastic piece, the second elastic piece, the first link member and the second link member of each of the first conforming module, the second conforming module, and the third conforming module is virtually formed between the fixed frame and the moving frame. It is characterized in that it is installed on the same plane vertically.

또한, 상기 감지측정부는, 상기 제1 탄성편 및 제2 탄성편 각각의 상면 및 하면 중 적어도 어느 하나의 일면에 각각 부착되어 상기 제1 탄성편 및 제2 탄성편 각각의 탄성변형량을 감지하는 복수의 스트레인게이지와, 상기 스트레인게이지 각각의 신호를 전송받아 상기 스트레인게이지 각각의 탄성변형량으로부터 상기 고정좌표계를 기준으로 상기 이동프레임의 이동원점에 작용하는 X축 방향에 대한 FX, Y축 방향에 대한 FY, Z축 방향에 대한 FZ 각각의 3개의 힘 및 X축 방향을 회전중심으로 하는 MX, Y축 방향을 회전중심으로 하는 MY, Z축 방향을 회전중심으로 하는 MZ 각각의 3개의 모멘트를 계산하는 마이콤을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the sensing and measuring unit is attached to at least one of the upper and lower surfaces of each of the first elastic piece and the second elastic piece, a plurality of each of the first elastic piece and the second elastic piece to detect the amount of elastic deformation of the strain gage and the strain gauge transmits a respective signal receiving the strain gauges respectively from the elastic deformation amount of the F X, Y-axis direction on the X-axis direction acting on the moving origin of the mobile frame relative to the fixed coordinate system, Each of the three forces of F Y and F Z in the Z-axis direction and M X with the X- axis as the rotation center, M Y with the Y- axis as the rotation center, and M Z with the Z-axis as the rotation center It is characterized in that it includes a microcomputer that calculates three moments.

또한, 상기 고정프레임은, 하부가 폐쇄된 원통 형상이고, 상기 이동프레임은, 상기 고정프레임의 내경보다 작은 직경을 가진 원판 형상으로 상기 고정프레임의 개방된 상부에 유동가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the fixed frame is characterized in that the lower portion is in a closed cylindrical shape, the moving frame, characterized in that it is installed to be able to flow in the open upper portion of the fixed frame in a disk shape having a diameter smaller than the inner diameter of the fixed frame. .

본 발명에 따른 6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 순응장치는, 소형화 및 정밀화에 더욱 적합하고, 제작비용을 절감시킬 수 있으면서도 외부로부터 유입되는 이물질에 영향을 받지 않아 다양한 작업환경에 적용 가능하며, 간단한 힘 제어 방식을 사용하여 3개의 힘 및 3개의 모멘트를 측정할 수 있는 효과가 있다.The acclimatization device having a six-axis force/moment measurement function according to the present invention is more suitable for miniaturization and precision, and can reduce manufacturing costs, but is not affected by foreign substances introduced from the outside, and thus can be applied to various work environments. It has the effect of being able to measure 3 forces and 3 moments using a simple force control method.

특히 링크부재의 양단에 구비되는 볼조인트의 구조를 자력에 의한 탈부착 방식으로 개선하여 추가적인 연결부가 필요없고, 설계 및 조립오차 등의 영향이 거의 없어 보다 정밀한 제어와 함께 분해나 조립이 편리한 효과가 있다.In particular, since the structure of the ball joints provided at both ends of the link member is improved by magnetic force, there is no need for additional connection parts, and there is little effect on design and assembly errors, so it has the effect of more precise control and convenient disassembly and assembly. .

또한, 고정프레임을 원통 형상으로 형성하고, 이동프레임을 고정프레임의 개방된 상부에 유동 가능하게 결합하여 작업로봇의 암이나 손목, 어느 부위든 용이하게 삽입하여 설치할 수 있고, 이동프레임에도 작업공구를 편리하게 설치할 수 있는 효과가 있다.In addition, the fixed frame is formed in a cylindrical shape, and the moving frame is movably coupled to the open upper part of the fixed frame, so that the arm or wrist of the working robot can be easily inserted and installed, and the working tool can also be installed on the moving frame. There is an effect that can be installed conveniently.

도 1은 종래 기술에 따른 6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 순응장치의 일 실시예를 도시한 사시도이고,
도 2는 종래 기술에 따른 6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 순응장치의 다른 실시예를 도시한 사시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 순응장치의 일 실시예를 도시한 사시도이고,
도 4는 도 3의 실시예 중 이동프레임만을 분해한 사시도이며,
도 5는 도 3의 실시예의 측면도이고,
도 6은 도 4의 실시예 중 제1 내지 제3 순응모듈 중 어느 하나의 순응모듈만을 확대하여 도시한 요부 사시도이며,
도 7은 도 6의 실시예의 측단면도이고,
도 8은 도 7의 실시예를 각 구성별로 분해한 측단면도이며,
도 9는 도 7의 실시예 중 링크부재의 소켓과 강자성볼 간의 점접촉에 의한 결합관계를 도시한 개략도이고,
도 10은 본 발명에 따른 6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 순응장치의 다른 실시예를 도시한 사시도이며,
도 11은 도 10의 실시예 중 이동프레임만을 분해한 사시도이고,
도 12는 도 10의 실시예가 작업로봇에 부착된 상태를 도시한 측면도이다.
1 is a perspective view showing an embodiment of an acclimatization device having a six-axis force/moment measurement function according to the prior art,
Figure 2 is a perspective view showing another embodiment of the acclimatization device having a six-axis force / moment measurement function according to the prior art,
Figure 3 is a perspective view showing an embodiment of the acclimatization device having a six-axis force / moment measurement function according to the present invention,
4 is an exploded perspective view of only the moving frame in the embodiment of FIG. 3,
Figure 5 is a side view of the embodiment of Figure 3,
6 is an enlarged perspective view of a main part showing only one of the first to third conforming modules in the embodiment of FIG. 4;
Figure 7 is a side cross-sectional view of the embodiment of Figure 6,
8 is a side cross-sectional view of the embodiment of FIG. 7 exploded for each configuration,
9 is a schematic diagram showing a coupling relationship by point contact between a socket of a link member and a ferromagnetic ball in the embodiment of FIG. 7;
10 is a perspective view showing another embodiment of a compliant device having a six-axis force/moment measurement function according to the present invention,
11 is an exploded perspective view of only the moving frame in the embodiment of FIG. 10,
12 is a side view showing a state in which the embodiment of FIG. 10 is attached to a working robot.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 순응장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the acclimatization device having a six-axis force / moment measurement function according to the present invention.

본 발명에 따른 6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 순응장치는, 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이 고정프레임(100), 이동프레임(200), 순응기구부(300) 및 감지측정부(400)를 포함하여 이루어지고, 상기 순응기구부(300)는 제1 순응모듈(310), 제2 순응모듈(320) 및 제3 순응모듈(330)을 포함하며, 각각의 순응모듈(310)(320)(330)은 도 6 내지 8에 도시된 바와 같이 지지블럭(340)을 기준으로 제1 탄성편(351), 제1 링크부재(352), 제1 강자성볼(353) 및 제2 강자성볼(354)과 각각 대응되도록 제2 탄성편(361), 제2 링크부재(362), 제3 강자성볼(363) 및 제4 강자성볼(364)을 포함한다.The acclimatization device having a six-axis force/moment measurement function according to the present invention includes a fixed frame 100, a moving frame 200, a conforming mechanism unit 300, and a sensing measurement unit 400 as shown in FIGS. 3 to 5 The compliance mechanism unit 300 includes a first compliance module 310, a second compliance module 320, and a third compliance module 330, and each of the compliance modules 310 and 320 330 is a first elastic piece 351, a first link member 352, a first ferromagnetic ball 353 and a second ferromagnetic ball ( It includes a second elastic piece 361, a second link member 362, a third ferromagnetic ball 363 and a fourth ferromagnetic ball 364 so as to correspond to the 354, respectively.

고정프레임(100)은 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이 X-Y-Z의 3축으로 된 고정좌표계의 고정원점(110)이 정의된다. 보통 고정프레임(100)은 도 12에 도시된 바와 같이 작업로봇(R)의 끝단 즉, 작업로봇(R)의 손목부위에 설치되는데 여기서, 작업로봇(R)의 손목부위에 형성되는 작업좌표계의 작업원점과 상기 고정좌표계의 고정원점(110)의 위치가 일치하도록 설치하는 것이 좋다. 이는 이동프레임(200)의 위치변화 측정을 용이하게 함과 동시에 각각의 축 별로 작용하는 힘 및 모멘트로 나누어 연산을 단순화시키기 위함이다.The fixed frame 100 is defined as the fixed origin 110 of the fixed coordinate system of the three axes of X-Y-Z as shown in FIGS. 3 to 5. As shown in FIG. 12, the fixed frame 100 is usually installed at the end of the working robot R, that is, on the wrist of the working robot R. Here, the working coordinate system formed on the wrist of the working robot R It is preferable to install so that the position of the work origin and the fixed origin 110 of the fixed coordinate system coincide. This is to facilitate the measurement of the position change of the moving frame 200 and to simplify the calculation by dividing it into a force and a moment acting on each axis.

이동프레임(200)은 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이 상기 고정프레임(100)의 상방으로 이격되어 상기 고정프레임(100)의 고정좌표계를 기준으로 이동 가능하게 설치되고, x-y-z의 3축으로 된 이동좌표계의 이동원점(210)이 정의된다. 이동프레임(200)의 이동좌표계는 상기 고정프레임(100)의 고정좌표계를 기준으로 표현되는 좌표계이다. 즉, 도 12에 도시된 바와 같이 이동프레임(200)에 작업공구(T)가 설치되어 가공 또는 조립작업이 이루어지기 때문에 상기 이동좌표계의 이동원점(210)의 위치변화량이 작업공구(T)와 작업물 사이에 발생하는 접촉력을 발생하게 된다.As shown in Figs. 3 to 5, the moving frame 200 is spaced upward from the fixed frame 100 so as to be movable based on the fixed coordinate system of the fixed frame 100, and has three axes of xyz. The moving origin 210 of the moving coordinate system is defined. The moving coordinate system of the moving frame 200 is a coordinate system expressed based on the fixed coordinate system of the fixed frame 100. That is, as shown in FIG. 12, since the working tool T is installed on the moving frame 200 to perform processing or assembly work, the amount of change in the position of the moving origin 210 of the moving coordinate system is It generates a contact force generated between the work pieces.

따라서, 이동좌표계의 이동원점(210)의 위치 이동에 대한 기준을 정의를 하기 위해 고정프레임(100)의 고정좌표계가 정의되어야 하고, 이때, 고정좌표계의 위치가 작업로봇(R)의 손목부위에 형성되면 작업로봇(R)을 기준으로 이동좌표계의 이동원점(210)의 위치 이동을 확인할 수 있게 되므로 제어가 용이하게 된다.Therefore, the fixed coordinate system of the fixed frame 100 must be defined in order to define the reference for the position movement of the moving origin 210 of the moving coordinate system, and at this time, the position of the fixed coordinate system is located on the wrist of the working robot R. When formed, it is possible to check the positional movement of the movement origin 210 of the movement coordinate system based on the working robot R, so that control is facilitated.

순응기구부(300)는 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이 상기 고정프레임(100)에 대하여 상기 이동프레임(200)을 지지하도록 상기 고정프레임(100)과 이동프레임(200) 사이에 설치되고, 상기 고정프레임(100)의 고정좌표계를 기준으로 상기 이동프레임(200)의 이동원점(210)에 외력이 작용하여 위치 이동하는 경우 탄성 변형한다.The conforming mechanism part 300 is installed between the fixed frame 100 and the moving frame 200 to support the moving frame 200 with respect to the fixed frame 100, as shown in FIGS. When an external force acts on the moving origin 210 of the moving frame 200 based on the fixed coordinate system of the fixed frame 100 and moves in position, it elastically deforms.

상기 감지측정부(400)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 순응기구부(300)의 변형량을 감지하여 상기 고정좌표계를 기준으로 상기 이동프레임(200)의 이동원점(210)에 작용하는 3축 각각의 방향에 대한 3개의 힘 및 3축 각각의 방향을 회전중심으로 하는 3개의 모멘트를 측정한다. 또한, 감지측정부(400)는 후술하는 스트레인게이지(410)와 마이콤(420)으로 구성된다.As shown in FIG. 3, the detection and measurement unit 400 senses the amount of deformation of the compliant mechanism unit 300, and each of the three axes acting on the moving origin 210 of the moving frame 200 based on the fixed coordinate system Measure the three forces in the direction of and three moments with each of the three axes as the center of rotation. In addition, the sensing and measuring unit 400 is composed of a strain gauge 410 and a microcomputer 420 to be described later.

구체적으로, 상기 순응기구부(300)는 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이 상기 고정프레임(100)과 이동프레임(200) 사이에 각각이 120도 각도의 간격으로 대각화되어 설치된 3개의 제1 순응모듈(310), 제2 순응모듈(320) 및 제3 순응모듈(330)을 포함한다. 즉, 순응기구부(300)는 3개의 순응모듈(310)(320)(330)로 구성되어 고정프레임(100)에 대하여 이동프레임(200)을 병렬적으로 탄성 지지하고, 각각의 순응모듈(310)(320)(330)은 도 6 내지 8에 도시된 바와 같이 지지블럭(340)을 기준으로 제1 탄성편(351), 제1 링크부재(352), 제1 강자성볼(353) 및 제2 강자성볼(354)과 각각 대응되도록 제2 탄성편(361), 제2 링크부재(362), 제3 강자성볼(363) 및 제4 강자성볼(364)을 포함한다. Specifically, the compliant mechanism unit 300 is installed diagonally at intervals of 120 degrees between the fixed frame 100 and the moving frame 200 as shown in FIGS. 3 to 5. A module 310, a second compliance module 320, and a third compliance module 330 are included. That is, the compliance mechanism unit 300 is composed of three compliance modules 310, 320, 330, and elastically supports the moving frame 200 in parallel with respect to the fixed frame 100, and each of the compliance modules 310 ) 320, 330 are the first elastic piece 351, the first link member 352, the first ferromagnetic ball 353, and the first elastic piece 351 based on the support block 340, as shown in Figs. It includes a second elastic piece 361, a second link member 362, a third ferromagnetic ball 363 and a fourth ferromagnetic ball 364 so as to correspond to the 2 ferromagnetic balls 354, respectively.

즉, 지지블럭(340)은 상기 고정프레임(100)의 상면에 고정 설치되고, 이러한 지지블럭(340)을 기준으로 하여 제1 탄성편(351)은 일단이 상기 지지블럭(340)에 고정 설치되어 타단이 자유단이 된다. 이때, 제1 링크부재(352)는 하단이 상기 제1 탄성편(351)의 타단에 결합된 제1 강자성볼(353)을 매개로 자력에 의해 탈부착 가능하게 결합되고, 상단이 상기 이동프레임(200)에 결합된 제2 강자성볼(354)을 매개로 자력에 의해 탈부착 가능하게 결합된다. 또한, 제2 탄성편(361)은 상기 제1 탄성편(351)과 서로 대칭되도록 일단이 상기 지지블럭(340)에 고정 설치되고, 타단이 자유단이 된다. 이때, 제2 링크부재(362)는 상기 제1 링크부재(352)와 서로 대칭되도록 하단이 상기 제2 탄성편(361)의 타단에 결합된 제3 강자성볼(363)을 매개로 자력에 의해 탈부착 가능하게 결합되고, 상단이 상기 이동프레임(200)에 결합된 제4 강자성볼(364)을 매개로 자력에 의해 탈부착 가능하게 결합된다.That is, the support block 340 is fixedly installed on the upper surface of the fixing frame 100, and the first elastic piece 351 is fixedly installed at one end to the support block 340 based on the support block 340. And the other end becomes the free end. At this time, the first link member 352 is detachably coupled by magnetic force through a first ferromagnetic ball 353 having a lower end coupled to the other end of the first elastic piece 351, and the upper end of the moving frame ( It is detachably coupled by magnetic force through the second ferromagnetic ball 354 coupled to 200). In addition, the second elastic piece 361 has one end fixedly installed on the support block 340 so as to be symmetrical to each other with the first elastic piece 351, and the other end becomes a free end. At this time, the second link member 362 is symmetrical to each other with the first link member 352 by magnetic force through a third ferromagnetic ball 363 coupled to the other end of the second elastic piece 361 at the lower end. It is detachably coupled, and the upper end is detachably coupled by magnetic force through a fourth ferromagnetic ball 364 coupled to the moving frame 200.

여기서 상기 제1 강자성볼(353)은 구형의 강자성체이며, 하면에 돌출 형성된 볼트몸체(B)가 상기 제1 탄성편(351)의 타단을 관통하여 제1 너트(N1)를 매개로 나사결합되고, 상기 제3 강자성볼(363)은 구형의 강자성체이며, 하면에 돌출 형성된 볼트몸체(B)가 상기 제2 탄성편(361)의 타단을 관통하여 제2 너트(N2)를 매개로 나사결합된다. 또한, 상기 제2 강자성볼(354) 및 제4 강자성볼(364) 각각은 구형의 강자성체이며, 상면에 돌출 형성된 볼트몸체(B)가 상기 이동프레임(200)의 하면을 관통하여 나사결합된다.Here, the first ferromagnetic ball 353 is a spherical ferromagnetic body, and a bolt body (B) protruding from the lower surface passes through the other end of the first elastic piece 351 and is screwed through the first nut (N1). , The third ferromagnetic ball 363 is a spherical ferromagnetic body, and the bolt body (B) protruding from the lower surface passes through the other end of the second elastic piece 361 and is screwed through the second nut (N2). . In addition, each of the second ferromagnetic ball 354 and the fourth ferromagnetic ball 364 is a spherical ferromagnetic body, and a bolt body B protruding from the upper surface is screwed through the lower surface of the moving frame 200.

이때, 상기 제1 링크부재(352)는 원통 형상의 비자성체로 하단에 형성된 제1 하부소켓(352a) 및 상단에 형성된 제1 상부소켓(352b)과, 상기 제1 하부소켓(352a)에 근접하게 배치되도록 내부 하방에 삽설된 제1 하부자석(352c)과, 상기 제1 상부소켓(352b)에 근접하게 배치되도록 내부 상방에 삽설된 제1 상부자석(352d)을 포함한다. 또한, 상기 제2 링크부재(362)는 원통 형상의 비자성체로 하단에 형성된 제2 하부소켓(362a) 및 상단에 형성된 제2 상부소켓(362b)과, 상기 제2 하부소켓(362a)에 근접하게 배치되도록 내부 하방에 삽설된 제2 하부자석(362c)과, 상기 제2 상부소켓(362b)에 근접하게 배치되도록 내부 상방에 삽설된 제2 상부자석(362d)을 포함한다.At this time, the first link member 352 is a cylindrical non-magnetic material, the first lower socket 352a formed at the lower end and the first upper socket 352b formed at the upper end, and close to the first lower socket 352a. And a first lower magnet 352c inserted below the inside so as to be disposed so as to be disposed, and a first upper magnet 352d inserted above the inside so as to be disposed close to the first upper socket 352b. In addition, the second link member 362 is a cylindrical non-magnetic material, a second lower socket 362a formed at the lower end and a second upper socket 362b formed at the upper end, and close to the second lower socket 362a. And a second lower magnet 362c inserted below the inside so as to be disposed so as to be disposed, and a second upper magnet 362d inserted inside the upper part so as to be disposed close to the second upper socket 362b.

그에 따라, 상기 제1 링크부재(352)는 상기 제1 강자성볼(353)에 상기 제1 하부소켓(352a)이 접촉하여 볼조인트되며, 상기 제1 하부자석(352c)의 자력에 의해 상기 제1 강자성볼(353)과 탈착 가능하게 결합되고, 상기 제2 강자성볼(354)에 상기 제1 상부소켓(352b)이 접촉하여 볼조인트되며, 상기 제1 상부자석(352d)의 자력에 의해 상기 제2 강자성볼(354)과 탈착 가능하게 결합된다. 또한, 상기 제2 링크부재(362)는 상기 제3 강자성볼(363)에 상기 제2 하부소켓(362a)이 접촉하여 볼조인트되며, 상기 제2 하부자석(362c)의 자력에 의해 상기 제3 강자성볼(363)과 탈착 가능하게 결합되고, 상기 제4 강자성볼(364)에 상기 제2 상부소켓(362b)이 접촉하여 볼조인트되며, 상기 제2 상부자석(362d)의 자력에 의해 상기 제4 강자성볼(364)과 탈착 가능하게 결합된다.Accordingly, the first link member 352 is ball-joined by contacting the first lower socket 352a with the first ferromagnetic ball 353, and by the magnetic force of the first lower magnet 352c. 1 It is detachably coupled to the ferromagnetic ball 353, and the first upper socket 352b is in contact with the second ferromagnetic ball 354 and is ball-joined. It is detachably coupled to the second ferromagnetic ball 354. In addition, the second link member 362 is ball-joined by contacting the second lower socket 362a with the third ferromagnetic ball 363, and the third It is detachably coupled to the ferromagnetic ball 363, and the second upper socket 362b is in contact with the fourth ferromagnetic ball 364 and is ball-joined. 4 It is detachably combined with the ferromagnetic ball (364).

따라서, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 링크부재(352) 및 제2 링크부재(362) 각각의 양단에 구비되는 볼조인트의 구조를 자력에 의한 탈부착 방식으로 개선하여 추가적인 연결부가 필요없고, 설계 및 조립오차 등의 영향이 거의 없어 보다 정밀한 제어와 함께 분해나 조립이 편리한 효과가 있는 것이다.Therefore, as shown in FIG. 7, the structure of the ball joint provided at both ends of the first link member 352 and the second link member 362 is improved in a detachable manner by magnetic force, so that no additional connection is required, and the design And there is almost no effect of assembly error, etc., so that it has the effect of convenient disassembly or assembly along with more precise control.

이때, 상기 제1 링크부재(352) 및 제2 링크부재(362) 각각의 양단에 구비되는 볼조인트는 도 4 내지 8에 도시된 바와 같이 소켓(352)과 강자성볼(353) 간의 면접촉에 의한 접촉방식이지만, 도 9에 도시된 바와 같이 강자성볼(353)을 바라보는 소켓(352) 면에 돌기(도면부호 미도시)를 형성하여 점접촉에 의한 접촉방식을 사용할 수도 있고, 돌출라인(미도시)를 형성하여 선접촉에 의한 접촉방식을 사용할 수도 있다. 이러한 돌기나 돌출라인은 면접촉에 비하여 소켓(352)과 강자성볼(353) 간의 마찰저항을 줄여주는 효과가 있지만, 자석과 강자성볼(353) 사이의 자력에 의한 결합력을 떨어뜨릴 수도 있기 때문에 자력의 세기나 마찰저항의 정도 등을 고려하여 설계시 반영할 수 있을 것이다.At this time, the ball joints provided at both ends of each of the first link member 352 and the second link member 362 are in surface contact between the socket 352 and the ferromagnetic ball 353 as shown in FIGS. However, as shown in Fig. 9, a protrusion (not shown) may be formed on the surface of the socket 352 facing the ferromagnetic ball 353 to use a point contact method, or a protrusion line ( (Not shown) may be formed to use a contact method by line contact. These protrusions or protrusion lines have the effect of reducing the frictional resistance between the socket 352 and the ferromagnetic ball 353 compared to the surface contact, but since the coupling force between the magnet and the ferromagnetic ball 353 may be reduced, magnetic force It can be reflected in the design by considering the strength of and the degree of frictional resistance.

한편, 상기 고정프레임(100) 및 이동프레임(200)은 도 5에 도시된 바와 같이 상호 평행하게 설치되고, 이때 상기 제1 순응모듈(310), 제2 순응모듈(320) 및 제3 순응모듈(330) 각각의 제1 탄성편(351), 제2 탄성편(361), 제1 링크부재(352) 및 제2 링크부재(362) 각각은 도 7에 도시된 바와 같이 상기 고정프레임(100) 및 이동프레임(200) 사이에 가상의 수직으로 된 동일평면상에 설치된다. 이러한 구조는 이동프레임(200)이 외력에 의해 이동하는 경우 이동프레임(200)의 이동좌표계가 고정프레임(100)의 고정좌표계에 대하여 회전이 생기지 않도록 한다.Meanwhile, the fixed frame 100 and the moving frame 200 are installed parallel to each other as shown in FIG. 5, and at this time, the first conforming module 310, the second conforming module 320 and the third conforming module (330) Each of the first elastic piece 351, the second elastic piece 361, the first link member 352, and the second link member 362, respectively, as shown in FIG. ) And the moving frame 200 are installed on the same plane in a virtual vertical. This structure prevents rotation of the moving frame 200 with respect to the fixed coordinate system of the fixed frame 100 when the moving frame 200 is moved by an external force.

또한, 제1 탄성편(351)과 제2 탄성편(361)에 외력이 전달되어 탄성변형이 생기는 경우 각각의 탄성편에 비틀림이 생기지 않고, 직선변형만 생성되면서 도 7에 도시된 바와 같이 제1 링크부재(352)와 제2 링크부재(362)가 결합된 상태에서 각각의 중심을 기준으로 연장성을 형성하였을 때 만나는 지점에서 강성행렬이 대각화되는 순응중심이 생성될 수 있기 때문이다. 이를 통하여 이동프레임(200)의 이동원점(210)에 걸리는 힘 제어 방향과 위치제어 방향이 서로 수직이 되도록 만들어 수식이 간단해지고, 힘 제어를 더욱 용이하게 할 수 있는 특징이 있다.In addition, when an external force is transmitted to the first elastic piece 351 and the second elastic piece 361 and the elastic deformation occurs, no torsion occurs in each elastic piece, and only a linear deformation is generated, as shown in FIG. This is because, when the first link member 352 and the second link member 362 are combined and the elongation is formed based on the respective centers, a conforming center in which the stiffness matrix is diagonalized at a point where they meet can be generated. Through this, the force control direction and the position control direction applied to the moving origin 210 of the moving frame 200 are made to be perpendicular to each other, thereby simplifying the equation and making the force control easier.

상술한 고정프레임(100), 이동프레임(200) 및 순응기구부(300)를 통해 고정프레임(100)에 대한 이동프레임(200)의 이동변화로부터 순응기구부(300)의 각 순응모듈(310)(320)(330)을 구성하는 각각의 제1 제1 탄성편(351) 및 제2 탄성편(361)의 변형량을 통해 3축 각각의 방향에 대한 3개의 힘과 3개의 모멘트를 측정할 수 있고, 이는 감지측정부(400)를 통해 이루어진다.Each adaptation module 310 of the adaptation mechanism part 300 from the change in the movement of the moving frame 200 with respect to the fixed frame 100 through the above-described fixed frame 100, moving frame 200 and conforming mechanism part 300 Through the amount of deformation of each of the first elastic piece 351 and the second elastic piece 361 constituting the 320) 330, three forces and three moments in each direction of the three axes can be measured. , This is achieved through the detection and measurement unit 400.

즉, 감지측정부(400)는 도 3, 4 및 6 내지 8에 도시된 바와 같이 상기 순응기구부(300)의 변형량을 감지하여 상기 고정좌표계를 기준으로 상기 이동프레임(200)의 이동원점(210)에 작용하는 3축 각각의 방향에 대한 3개의 힘과 3축 각각의 방향을 회전중심으로 하는 3개의 모멘트를 측정한다. 이를 위하여, 상기 감지측정부(400)는 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 스트레인게이지(410) 및 마이콤(420)을 포함한다.That is, the sensing and measuring unit 400 detects the amount of deformation of the compliant mechanism unit 300 as shown in FIGS. 3, 4 and 6 to 8, and the moving origin 210 of the moving frame 200 is based on the fixed coordinate system. Measure the three forces acting on each of the three axes and three moments with each of the three axes as the center of rotation. To this end, the sensing and measuring unit 400 includes a plurality of strain gauges 410 and a microcomputer 420 as shown in FIG. 3.

스트레인게이지(410)는 상기 제1 탄성편(351) 및 제2 탄성편(361) 각각의 상면 및 하면 중 적어도 어느 하나의 일면에 각각 부착되어 상기 제1 탄성편(351) 및 제2 탄성편(361) 각각의 변형량을 감지하고, 마이콤(420)은 상기 스트레인게이지(410) 각각의 신호를 전송받아 상기 스트레인게이지(410) 각각의 탄성변형량으로부터 상기 고정좌표계를 기준으로 상기 이동프레임(200)의 이동원점(210)에 작용하는 X축 방향에 대한 Fx, Y축 방향에 대한 Fy, Z축 방향에 대한 Fz 각각의 3개의 힘 및 X축 방향을 회전중심으로 하는 Mx, Y축 방향을 회전중심으로 하는 My, Z축 방향을 회전중심으로 하는 Mz 각각의 3개의 모멘트를 계산한다.The strain gauge 410 is attached to at least one of the upper and lower surfaces of the first elastic piece 351 and the second elastic piece 361, respectively, so that the first elastic piece 351 and the second elastic piece (361) Each strain is sensed, and the micom 420 receives a signal from each of the strain gauges 410, and the moving frame 200 is based on the fixed coordinate system from the elastic strain amount of each of the strain gauges 410. Three forces of each of F x in the X-axis direction, F y in the Y-axis direction, F z in the Z-axis direction, and M x , Y with the X-axis direction as the rotation centers acting on the movement origin 210 of Calculate three moments, M y with the axial direction as the center of rotation and M z with the Z-axis as the center of rotation.

여기서 스트레인게이지(410)를 사용하는 이유는 탄성 변형량을 측정하는 센서 중 높은 민감도를 가지고, 비용이 낮기 때문이다. 따라서, 스트레인게이지(410)를 사용하게 되면 장치의 제작비용을 절감시킬 수 있다. 스트레인게이지(410)는 휘스톤 브릿지 회로를 구성하고 있으며, 마이콤(420)과 배선을 통해 연결되어 신호를 보낸다. 휘스톤 브릿지 회로는 연결방식에 따라서 탄성 변형량을 구하는 수학식이 달라지며, 본 발명의 스트레인게이지(410)는 굽힘 타입의 풀 브릿지 회로로 구성할 수 있다.Here, the strain gauge 410 is used because it has high sensitivity and low cost among sensors measuring the amount of elastic deformation. Therefore, when the strain gauge 410 is used, the manufacturing cost of the device can be reduced. The strain gauge 410 constitutes a Wheatstone bridge circuit, and is connected to the microcomputer 420 through a wire to transmit a signal. In the Wheatstone bridge circuit, the equation for obtaining the amount of elastic deformation varies according to the connection method, and the strain gauge 410 of the present invention may be configured as a bending type full bridge circuit.

또한, 상기 마이콤(420)은 스트레인게이지(410)로부터 실시간으로 전송되는 탄성 변형량에 대한 데이터를 저장하기 위한 메모리부(미도시)가 마이콤(420)에 구비될 수 있고, 스트레인게이지(410)의 신호를 증폭하여 증폭된 신호를 처리해 각각의 힘과 모멘트 값으로 사용자에게 변환해 준다.In addition, the micom 420 may be provided with a memory unit (not shown) for storing data on the amount of elastic deformation transmitted in real time from the strain gauge 410 in the micom 420, By amplifying the signal, it processes the amplified signal and converts it to each force and moment value to the user.

한편, 도 10 및 11에 도시된 바와 같이 상기 고정프레임(100)은 하부가 폐쇄된 원통 형상으로 제작하고, 상기 이동프레임(200)은 상기 고정프레임(200)의 내경보다 작은 직경을 가진 원판 형상으로 상기 고정프레임(100)의 개방된 상부에 유동가능하게 설치할 수 있다. 이러한 구조는 본 발명의 순응기구부(300)의 간단하면서도 소형화시킬 수 있는 구조로부터 비롯된 것으로서, 전체적인 형상을 납작한 원반 또는 원기둥 형상으로 제작하여 작업로봇(R)의 어느 부위라도 용이하게 삽입 설치할 수 있는 장점이 된다.On the other hand, as shown in Figs. 10 and 11, the fixing frame 100 is manufactured in a cylindrical shape with a closed lower part, and the moving frame 200 is a disk shape having a diameter smaller than the inner diameter of the fixing frame 200. As such, it may be installed to be flowable on the open upper portion of the fixed frame 100. This structure is derived from the simple and miniaturized structure of the conforming mechanism part 300 of the present invention, and the overall shape is manufactured in a flat disk or cylinder shape, so that any part of the working robot R can be easily inserted and installed. Becomes.

즉, 도 12에 도시된 바와 같이 작업로봇(R)의 끝단인 작업공구(T)의 후방에 본 발명의 순응장치를 설치할 수도 있고, 보다 소형화시켜 작업공구(T)의 관절부위나 휴머노이드 로봇 등의 다리나 팔 등의 관절부위는 물론, 미세부위에도 설치할 수 있는 효과가 있다.That is, as shown in Fig. 12, the acclimatization device of the present invention may be installed at the rear of the work tool T, which is the end of the work robot R. It has the effect that it can be installed on the joints, such as legs and arms, as well as on microscopic areas.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 순응장치는, 소형화 및 정밀화에 더욱 적합하고, 제작비용을 절감시킬 수 있으면서도 외부로부터 유입되는 이물질에 영향을 받지 않아 다양한 작업환경에 적용 가능하며, 간단한 힘 제어 방식을 사용하여 3개의 힘 및 3개의 모멘트를 측정할 수 있는 효과가 있다.As described above, the adaptation device having the six-axis force/moment measurement function according to the present invention is more suitable for miniaturization and precision, and can reduce manufacturing cost, but is not affected by foreign substances introduced from the outside. It is applicable and has the effect of being able to measure 3 forces and 3 moments using a simple force control method.

특히 제1 링크부재(352) 및 제2 링크부재(362) 각각의 양단에 구비되는 볼조인트의 구조를 자력에 의한 탈부착 방식으로 개선하여 추가적인 연결부가 필요없고, 설계 및 조립오차 등의 영향이 거의 없어 보다 정밀한 제어와 함께 분해나 조립이 편리한 효과가 있다.In particular, the structure of the ball joint provided at both ends of the first link member 352 and the second link member 362 is improved by using a magnetic force to be attached and detached so that an additional connection part is not required, and design and assembly errors are hardly affected. There is no more precise control and convenient disassembly and assembly.

또한, 고정프레임(100)을 원통 형상으로 형성하고, 이동프레임(200)을 고정프레임(100)의 개방된 상부에 유동 가능하게 결합하여 작업로봇(R)의 암이나 손목, 어느 부위든 용이하게 삽입하여 설치할 수 있고, 이동프레임(200)에도 작업공구(T)를 편리하게 설치할 수 있는 효과가 있다.In addition, the fixed frame 100 is formed in a cylindrical shape, and the moving frame 200 is movably coupled to the open upper part of the fixed frame 100 to facilitate the arm or wrist of the working robot (R). It can be inserted and installed, and there is an effect that the working tool (T) can be conveniently installed in the moving frame 200 as well.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.The embodiments of the present invention described above and illustrated in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those of ordinary skill in the technical field of the present invention can improve and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and changes will fall within the scope of the present invention as long as it is apparent to those of ordinary skill in the art.

T : 작업공구
R : 작업로봇
B : 볼트몸체
N1 : 제1 너트 N2 : 제2 너트
100 : 고정프레임 110 : 고정원점
200 : 이동프레임 210 : 이동원점
300 : 순응기구부 310 : 제1 순응모듈
320 : 제2 순응모듈 330 : 제3 순응모듈
340 : 지지블럭
351 : 제1 탄성편 352 : 제1 링크부재
352a : 제1 하부소켓 352b : 제1 상부소켓
352c : 제1 하부자석 352d : 제1 상부자석
353 : 제1 강자성볼 354 : 제2 강자성볼
361 : 제2 탄성편 362 : 제2 링크부재
362a : 제2 하부소켓 362b : 제2 상부소켓
362c : 제2 하부자석 362d : 제2 상부자석
363 : 제3 강자성볼 364 : 제4 강자성볼
360 : 연결조인트
400 : 감지측정부
410 : 스트레인게이지 420 : 마이콤
T: Work tool
R: work robot
B: Bolt body
N1: 1st nut N2: 2nd nut
100: fixed frame 110: fixed origin
200: moving frame 210: moving origin
300: compliance mechanism part 310: first compliance module
320: second compliance module 330: third compliance module
340: support block
351: first elastic piece 352: first link member
352a: first lower socket 352b: first upper socket
352c: first lower magnet 352d: first upper magnet
353: first ferromagnetic ball 354: second ferromagnetic ball
361: second elastic piece 362: second link member
362a: second lower socket 362b: second upper socket
362c: second lower magnet 362d: second upper magnet
363: third ferromagnetic ball 364: fourth ferromagnetic ball
360: connection joint
400: detection and measurement unit
410: strain gauge 420: mycom

Claims (8)

X-Y-Z의 3축으로 된 고정좌표계의 고정원점이 정의되는 고정프레임과, 상기 고정프레임의 상방으로 이격되어 상기 고정프레임의 고정좌표계를 기준으로 이동 가능하게 설치되고, x-y-z의 3축으로 된 이동좌표계의 이동원점이 정의되는 이동프레임과, 상기 고정프레임에 대하여 상기 이동프레임을 지지하도록 상기 고정프레임과 이동프레임 사이에 설치되고, 상기 고정프레임의 고정좌표계를 기준으로 상기 이동프레임의 이동원점에 외력이 작용하여 위치 이동하는 경우 탄성 변형하는 순응기구부와, 상기 순응기구부의 변형량을 감지하여 상기 고정좌표계를 기준으로 상기 이동프레임의 이동원점에 작용하는 3축 각각의 방향에 대한 3개의 힘과 3축 각각의 방향을 회전중심으로 하는 3개의 모멘트를 측정하는 감지측정부를 포함하고,
상기 순응기구부는,
상기 고정프레임과 이동프레임 사이에 각각이 120도 각도의 간격으로 대각화되어 설치된 3개의 제1 순응모듈, 제2 순응모듈 및 제3 순응모듈을 포함하고,
상기 제1 순응모듈, 제2 순응모듈 및 제3 순응모듈 각각은,
상기 고정프레임의 상면에 고정 설치된 지지블럭과,
일단이 상기 지지블럭에 고정 설치되고, 타단이 자유단인 제1 탄성편과,
하단이 상기 제1 탄성편의 타단에 결합된 제1 강자성볼을 매개로 자력에 의해 탈부착 가능하게 결합되고, 상단이 상기 이동프레임에 결합된 제2 강자성볼을 매개로 자력에 의해 탈부착 가능하게 결합되는 제1 링크부재와,
상기 제1 탄성편과 서로 대칭되도록 일단이 상기 지지블럭에 고정 설치되고, 타단이 자유단인 제2 탄성편과,
상기 제1 링크부재와 서로 대칭되도록 하단이 상기 제2 탄성편의 타단에 결합된 제3 강자성볼을 매개로 자력에 의해 탈부착 가능하게 결합되고, 상단이 상기 이동프레임에 결합된 제4 강자성볼을 매개로 자력에 의해 탈부착 가능하게 결합되는 제2 링크부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 순응장치.
A fixed frame in which the fixed origin of the fixed coordinate system is defined by three axes of XYZ, and the fixed frame is installed so as to be movable based on the fixed coordinate system of the fixed frame by being spaced above the fixed frame. A moving frame in which a moving origin is defined, and installed between the fixed frame and the moving frame to support the moving frame with respect to the fixed frame, and an external force acts on the moving origin of the moving frame based on the fixed coordinate system of the fixed frame. When the position moves, the compliant mechanism part elastically deforms, and the three forces for each direction of the three axes acting on the moving origin of the moving frame based on the fixed coordinate system by sensing the amount of deformation of the compliant mechanism part and the direction of each of the three axes It includes a sensing measuring unit for measuring three moments as the rotation center,
The compliant mechanism portion,
It includes three first conforming modules, a second conforming module, and a third conforming module installed diagonally at intervals of 120 degrees between the fixed frame and the moving frame,
Each of the first compliance module, the second compliance module, and the third compliance module,
A support block fixedly installed on the upper surface of the fixed frame,
A first elastic piece having one end fixedly installed on the support block and the other end being a free end,
The lower end is detachably coupled by magnetic force through a first ferromagnetic ball coupled to the other end of the first elastic piece, and the upper end is detachably coupled by magnetic force through a second ferromagnetic ball coupled to the moving frame. A first link member,
A second elastic piece having one end fixedly installed on the support block so as to be symmetrical to each other with the first elastic piece, and the other end being a free end,
The lower end is detachably coupled by magnetic force through a third ferromagnetic ball coupled to the other end of the second elastic piece so that the first link member is symmetrical to each other, and the upper end is coupled to the fourth ferromagnetic ball coupled to the moving frame. Compliant device having a six-axis force / moment measurement function, characterized in that it comprises a second link member detachably coupled by magnetic force.
제1항에 있어서,
상기 제1 강자성볼은,
구형의 강자성체이며, 하면에 돌출 형성된 볼트몸체가 상기 제1 탄성편의 타단을 관통하여 제1 너트를 매개로 나사결합되고,
상기 제3 강자성볼은,
구형의 강자성체이며, 하면에 돌출 형성된 볼트몸체가 상기 제2 탄성편의 타단을 관통하여 제2 너트를 매개로 나사결합되고,
상기 제2 강자성볼 및 제4 강자성볼 각각은,
구형의 강자성체이며, 상면에 돌출 형성된 볼트몸체가 상기 이동프레임의 하면을 관통하여 나사결합되는 것을 특징으로 하는 6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 순응장치.
The method of claim 1,
The first ferromagnetic ball,
It is a spherical ferromagnetic body, and a bolt body protruding from the lower surface passes through the other end of the first elastic piece and is screwed through a first nut,
The third ferromagnetic ball,
It is a spherical ferromagnetic body, and a bolt body protruding from the lower surface passes through the other end of the second elastic piece and is screwed through a second nut,
Each of the second ferromagnetic ball and the fourth ferromagnetic ball,
A conforming device having a six-axis force/moment measurement function, characterized in that it is a spherical ferromagnetic body, and a bolt body protruding from the upper surface is screwed through the lower surface of the moving frame.
제2항에 있어서,
상기 제1 링크부재는,
원통 형상의 비자성체로 하단에 형성된 제1 하부소켓 및 상단에 형성된 제1 상부소켓과,
상기 제1 하부소켓에 근접하게 배치되도록 내부 하방에 삽설된 제1 하부자석과,
상기 제1 상부소켓에 근접하게 배치되도록 내부 상방에 삽설된 제1 상부자석을 포함하고,
상기 제2 링크부재는,
원통 형상의 비자성체로 하단에 형성된 제2 하부소켓 및 상단에 형성된 제2 상부소켓과,
상기 제2 하부소켓에 근접하게 배치되도록 내부 하방에 삽설된 제2 하부자석과,
상기 제2 상부소켓에 근접하게 배치되도록 내부 상방에 삽설된 제2 상부자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 순응장치.
The method of claim 2,
The first link member,
A first lower socket formed at the lower end and a first upper socket formed at the upper end of a cylindrical nonmagnetic material;
A first lower magnet inserted below the inside so as to be disposed close to the first lower socket,
Including a first upper magnet inserted inside the upper so as to be disposed close to the first upper socket,
The second link member,
A second lower socket formed at the lower end and a second upper socket formed at the upper end of a cylindrical nonmagnetic material;
A second lower magnet inserted below the inside so as to be disposed close to the second lower socket,
Compliant apparatus having a six-axis force/moment measurement function, characterized in that it comprises a second upper magnet inserted above the inside so as to be disposed close to the second upper socket.
제3항에 있어서,
상기 제1 링크부재는,
상기 제1 강자성볼에 상기 제1 하부소켓이 접촉하여 볼조인트되며, 상기 제1 하부자석의 자력에 의해 상기 제1 강자성볼과 탈착 가능하게 결합되고, 상기 제2 강자성볼에 상기 제1 상부소켓이 접촉하여 볼조인트되며, 상기 제1 상부자석의 자력에 의해 상기 제2 강자성볼과 탈착 가능하게 결합되고,
상기 제2 링크부재는,
상기 제3 강자성볼에 상기 제2 하부소켓이 접촉하여 볼조인트되며, 상기 제2 하부자석의 자력에 의해 상기 제1 강자성볼과 탈착 가능하게 결합되고, 상기 제4 강자성볼에 상기 제2 상부소켓이 접촉하여 볼조인트되며, 상기 제2 상부자석의 자력에 의해 상기 제4 강자성볼과 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 순응장치.
The method of claim 3,
The first link member,
The first lower socket is in contact with the first ferromagnetic ball and is ball-joined, the first upper socket is detachably coupled to the first ferromagnetic ball by magnetic force of the first lower magnet, and the first upper socket is attached to the second ferromagnetic ball It is in contact with the ball joint, and is detachably coupled with the second ferromagnetic ball by the magnetic force of the first upper magnet,
The second link member,
The second lower socket is in contact with the third ferromagnetic ball and is ball-joined, the second upper socket is detachably coupled to the first ferromagnetic ball by magnetic force of the second lower magnet, and the second upper socket is attached to the fourth ferromagnetic ball. The acclimatization device having a six-axis force/moment measurement function, characterized in that the contact is made to be ball-joined, and is detachably coupled to the fourth ferromagnetic ball by the magnetic force of the second upper magnet.
제1항에 있어서,
상기 고정프레임 및 이동프레임은 상호 평행하게 설치된 것을 특징으로 하는 6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 순응장치.
The method of claim 1,
Adaptation device having a six-axis force / moment measurement function, characterized in that the fixed frame and the moving frame are installed parallel to each other.
제5항에 있어서,
상기 제1 순응모듈, 제2 순응모듈 및 제3 순응모듈 각각의 제1 탄성편, 제2 탄성편, 제1 링크부재 및 제2 링크부재 각각은,
상기 고정프레임 및 이동프레임 사이에 가상의 수직으로 된 동일평면상에 설치되는 것을 특징으로 하는 6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 순응장치.
The method of claim 5,
Each of the first elastic piece, the second elastic piece, the first link member and the second link member of each of the first conforming module, the second conforming module, and the third conforming module,
Adaptation device having a six-axis force/moment measurement function, characterized in that it is installed on the same plane in an imaginary vertical between the fixed frame and the moving frame.
제1항에 있어서,
상기 감지측정부는,
상기 제1 탄성편 및 제2 탄성편 각각의 상면 및 하면 중 적어도 어느 하나의 일면에 각각 부착되어 상기 제1 탄성편 및 제2 탄성편 각각의 탄성변형량을 감지하는 복수의 스트레인게이지와,
상기 스트레인게이지 각각의 신호를 전송받아 상기 스트레인게이지 각각의 탄성변형량으로부터 상기 고정좌표계를 기준으로 상기 이동프레임의 이동원점에 작용하는 X축 방향에 대한 FX, Y축 방향에 대한 FY, Z축 방향에 대한 FZ 각각의 3개의 힘 및 X축 방향을 회전중심으로 하는 MX, Y축 방향을 회전중심으로 하는 MY, Z축 방향을 회전중심으로 하는 MZ 각각의 3개의 모멘트를 계산하는 마이콤을 포함하는 것을 특징으로 하는 6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 순응장치.
The method of claim 1,
The detection and measurement unit,
A plurality of strain gauges each attached to at least one of an upper surface and a lower surface of each of the first elastic piece and the second elastic piece to sense an elastic deformation amount of each of the first elastic piece and the second elastic piece,
F X in the X-axis direction, F Y in the Y-axis direction, and F Y in the Y-axis direction acting on the moving origin of the moving frame based on the fixed coordinate system from the elastic deformation amount of each of the strain gauges by receiving the signal of each of the strain gauges Calculate the three moments of each of the three forces of F Z for the direction and M X with the X- axis as the center of rotation , M Y with the Y- axis as the center of rotation, and M Z with the Z-axis as the center of rotation Compliant device having a six-axis force / moment measurement function, characterized in that it comprises a microcomputer.
제1항에 있어서,
상기 고정프레임은,
하부가 폐쇄된 원통 형상이고,
상기 이동프레임은,
상기 고정프레임의 내경보다 작은 직경을 가진 원판 형상으로 상기 고정프레임의 개방된 상부에 유동가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 6축 힘/모멘트 측정 기능을 갖는 순응장치.
The method of claim 1,
The fixed frame,
The lower part is a closed cylindrical shape,
The moving frame,
Adaptation device having a six-axis force/moment measurement function, characterized in that it is installed to be flowable on the open top of the fixed frame in a disk shape having a diameter smaller than the inner diameter of the fixed frame.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102354643B1 (en) * 2020-11-17 2022-01-24 경남대학교 산학협력단 6-axis hollow compliance device with force/moment sensing capability
KR20230156540A (en) * 2022-05-06 2023-11-14 경남대학교 산학협력단 Compliance device with flexure joints

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020084981A (en) * 2001-05-03 2002-11-16 광주과학기술원 A calibration device and the method for precision device
KR20200047968A (en) * 2018-10-29 2020-05-08 경남대학교 산학협력단 6-axis compliance device with variable compliance capability

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020084981A (en) * 2001-05-03 2002-11-16 광주과학기술원 A calibration device and the method for precision device
KR20200047968A (en) * 2018-10-29 2020-05-08 경남대학교 산학협력단 6-axis compliance device with variable compliance capability

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102354643B1 (en) * 2020-11-17 2022-01-24 경남대학교 산학협력단 6-axis hollow compliance device with force/moment sensing capability
KR20230156540A (en) * 2022-05-06 2023-11-14 경남대학교 산학협력단 Compliance device with flexure joints
KR102610294B1 (en) * 2022-05-06 2023-12-06 경남대학교 산학협력단 Compliance device with flexure joints

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