KR102298240B1 - Control system of articulated robot, and articulated robot comprising the same - Google Patents

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KR102298240B1
KR102298240B1 KR1020200003157A KR20200003157A KR102298240B1 KR 102298240 B1 KR102298240 B1 KR 102298240B1 KR 1020200003157 A KR1020200003157 A KR 1020200003157A KR 20200003157 A KR20200003157 A KR 20200003157A KR 102298240 B1 KR102298240 B1 KR 102298240B1
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김광기
조성민
이진영
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가천대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 다관절 로봇 제어 시스템 및 이를 포함하는 다관절 로봇에 관한 것으로, 상세하게는, 복수의 관절(joint)을 포함하는 다관절 로봇의 움직임을 제어하는 다관절 로봇 제어 시스템으로, 다관절 로봇의 복수의 관절 중 어느 하나에 연결되는 적어도 2개의 와이어를 포함하는 와이어부; 제 1 방향으로 회전하는 제 1 와이어 풀리, 상기 1 와이어 풀리가 회전하는 방향과 반대방향으로 회전하는 제 2 와이어 풀리, 및 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리 사이에 배치되며 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리의 회전 속도를 조절하는 감속기,를 포함하며, 상기 와이어 각각에 연결되는 와이어 컨트롤부; 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리의 회전을 제어하는 브레이크부; 및 다관절 로봇상에 배치되며, 상기 브레이크부와 전기적으로 연결되어 상기 브레이크부를 잠금 또는 해제하는 스위치부;를 포함하는, 다관절 로봇 제어 시스템 및 이를 포함하는 다관절 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to an articulated robot control system and an articulated robot including the same, and more particularly, to an articulated robot control system for controlling the movement of an articulated robot including a plurality of joints, the articulated robot a wire portion comprising at least two wires connected to any one of a plurality of joints; A first wire pulley rotating in a first direction, a second wire pulley rotating in a direction opposite to a direction in which the first wire pulley rotates, and the first wire pulley disposed between the first wire pulley and the second wire pulley a pulley and a speed reducer for adjusting the rotation speed of the second wire pulley, and a wire control unit connected to each of the wires; a brake unit for controlling rotation of the first wire pulley and the second wire pulley; and a switch unit disposed on the articulated robot and electrically connected to the brake unit to lock or unlock the brake unit.

Description

다관절 로봇 제어 시스템 및 이를 포함하는 다관절 로봇{Control system of articulated robot, and articulated robot comprising the same}Control system of articulated robot, and articulated robot comprising the same

본 발명은 다관절 로봇 제어 시스템 및 이를 포함하는 다관절 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to an articulated robot control system and an articulated robot including the same.

로봇 기술 또는 로봇 산업은 산업용 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 교육용 로봇 등 매우 다양한 분야로 나뉘어지며, 거의 모든 로봇 분야에서 다관절 로봇이 적용되고 있다. Robot technology or robot industry is divided into very diverse fields such as industrial robots, entertainment robots, and educational robots, and articulated robots are applied in almost all robot fields.

다관절 로봇은 회전축을 공유하는 복수의 관절 부재들이 상호 결합된 형태로 구성된 로봇의 한 종류이며, 관절 부재들은 구동력을 제공하는 액츄에이터와 액츄에이터들 사이를 연결하는 다양한 형태의 연결 부재들로 구성된다. The articulated robot is a type of robot in which a plurality of joint members sharing a rotation axis are coupled to each other.

일 예로, 복수 개의 관절 부재를 갖는 로봇의 관절은 각각 와이어가 연결되어 와이어를 잡아당기는 등의 동작으로 복수의 관절 조립체에 회전운동을 구동시킬 수 있고, 또한, 상기 와이어에 연결된 모터의 작동에 따라 관절 조립체 사이에 회전운동을 구동시킬 수 있다. As an example, the joints of the robot having a plurality of joint members may drive rotational motion in the plurality of joint assemblies by an operation such as pulling the wire by connecting the wire to each, and also according to the operation of the motor connected to the wire It may drive rotational motion between the articulation assemblies.

이와 관련한 종래의 기술로 대한민국 등록특허 제10-1668714호에서는 로봇 관절 메커니즘을 개시한 바 있으며 상세하게는, 복수 개의 관절부와 구동부를 상호 연결하며 구동부로부터 제공된 구동력을 각각의 관절부에 제공하는 복수 개의 구동력 제공부재 및 각각의 관절부에 상호 대향 배치되고 구동부의 구동력에 따라 각각의 관절부의 회전 각도를 조절시키기 위해 관절부와 구동부에 상호 연결된 구동력 제공부재의 이동을 안내하는 복수 개의 풀리를 갖는 복수 개의 풀리 조립체를 포함하는 로봇 관절 메커니즘이 개시한 바 있고, 대한민국 공개특허 제 10-2005-0045316호에서는 소형 액츄에이터 모듈에 의해 구동되며, 액츄에이터 모듈의 구동축에 직접 연결된 연결부재를 통해 구동력이 전달되는 다관절 로봇을 개시한 바 있다. As a related art in this regard, Korean Patent Registration No. 10-1668714 discloses a robot joint mechanism, and in detail, a plurality of driving forces interconnecting a plurality of joint parts and a driving part and providing a driving force provided from the driving part to each joint part. A plurality of pulley assemblies having a plurality of pulleys disposed opposite to each other in the providing member and each joint part and guiding the movement of the driving force providing member interconnected to the joint part and the driving part in order to adjust the rotation angle of each joint part according to the driving force of the driving part A robot joint mechanism has been disclosed, and Korean Patent Laid-Open No. 10-2005-0045316 discloses an articulated robot driven by a small actuator module and in which driving force is transmitted through a connection member directly connected to the drive shaft of the actuator module. have done

또한 관련 기술로, 대한민국 등록특허 제10-1207853호에서는 다양한 관절 형테에 적응 가능한 엑츄에이터 모듈 및 이를 이용한 관절 구조체을 개시한 바 있으며, 상세하게는, 다관절 로봇의 관절부에 이용되는 액츄에이터 모듈에 있어서, 전자부와 구동부를 포함하여 구성되는 액츄에이터 본체; 및 상기 액츄에이터 본체와 결합되어 상기 액츄에이터 본체에서 발생되는 속도와 토크를 변경하는 감속기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 모듈이 개시한 바 있다.Also, as a related technology, Korean Patent Registration No. 10-1207853 discloses an actuator module adaptable to various joint shapes and a joint structure using the same, and in detail, in the actuator module used in the joint part of the articulated robot, the electronic an actuator body comprising a unit and a driving unit; and a speed reducer coupled to the actuator body to change the speed and torque generated by the actuator body.

한편, 이러한 다관절 로봇 중 의료 산업 분야에서 사용되는 다관절 로봇은 일반적으로 수술 또는 시술 등에 사용되는데, 협소한 인체의 내부에서 이동성이 중시된다. 이러한 로봇은 협소한 공간에서 이동되는 특성상 소형화가 필수적이고, 와이어를 통해 관절 조립체의 회전운동을 구동시킴에 있어서 와이어의 장력과 관절 조립체의 회전을 면밀히 제어하는 것이 중요하지만, 종래의 경우, 로봇의 관절을 제어하기 위해 개시된 방법들은 관절 각각을 수동으로 조작해야하는 점에서 수술 보조용 기구로 사용하기에는 조작이 어려운 문제가 있다. On the other hand, among these articulated robots, articulated robots used in the medical industry are generally used for surgery or procedures, and mobility is emphasized in a narrow human body. Due to the nature of these robots moving in a narrow space, miniaturization is essential, and in driving the rotational motion of the joint assembly through the wire, it is important to closely control the tension of the wire and the rotation of the joint assembly. The disclosed methods for controlling the joints have a problem in that they are difficult to manipulate for use as surgical aids in that each joint must be manually manipulated.

대한민국 등록특허 제10-1668714호Republic of Korea Patent Registration No. 10-1668714 대한민국 등록특허 제10-1207853호Republic of Korea Patent No. 10-1207853

본 발명의 목적은The object of the present invention is

다관절 로봇 제어 시스템 및 이를 포함하는 다관절 로봇을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide an articulated robot control system and an articulated robot including the same.

상기 목적을 달성하기 위해,In order to achieve the above purpose,

본 발명의 일 실시 예는,One embodiment of the present invention is

복수의 관절(joint)을 포함하는 다관절 로봇의 움직임을 제어하는 다관절 로봇 제어 시스템으로,An articulated robot control system that controls the movement of an articulated robot including a plurality of joints,

다관절 로봇의 복수의 관절 중 어느 하나에 연결되는 적어도 2개의 와이어를 포함하는 와이어부;a wire unit including at least two wires connected to any one of a plurality of joints of the articulated robot;

제 1 방향으로 회전하는 제 1 와이어 풀리, 상기 1 와이어 풀리가 회전하는 방향과 반대방향으로 회전하는 제 2 와이어 풀리, 및 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리 사이에 배치되며 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리의 회전 속도를 조절하는 감속기,를 포함하며, 상기 와이어 각각에 연결되는 와이어 컨트롤부;A first wire pulley rotating in a first direction, a second wire pulley rotating in a direction opposite to a direction in which the first wire pulley rotates, and the first wire pulley disposed between the first wire pulley and the second wire pulley a pulley and a speed reducer for adjusting the rotation speed of the second wire pulley, and a wire control unit connected to each of the wires;

상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리의 회전을 제어하는 브레이크부; 및a brake unit for controlling rotation of the first wire pulley and the second wire pulley; and

다관절 로봇상에 배치되며, 상기 브레이크부와 전기적으로 연결되어 상기 브레이크부를 잠금 또는 해제하는 스위치부;를 포함하는,A switch unit disposed on the articulated robot and electrically connected to the brake unit to lock or unlock the brake unit; including,

다관절 로봇 제어 시스템을 제공한다.Provides an articulated robot control system.

이때, 상기 감속기는 제 1 와이어 풀리 및 제 2 와이어 풀리를 n:m(n, m은 정수, n<m)의 회전비로 회전시킬 수 있다.In this case, the reducer may rotate the first wire pulley and the second wire pulley at a rotation ratio of n:m (n, m is an integer, n<m).

또한, 상기 다관절 로봇 제어 시스템은 상기 와이어부 및 와이어 컨트롤부를 복수개 포함할 수 있다.In addition, the articulated robot control system may include a plurality of the wire unit and the wire control unit.

또한, 상기 와이어는 탄성체를 포함할 수 있다.In addition, the wire may include an elastic body.

또한, 상기 와이어 컨트롤부는 상기 와이어의 일단을 고정하는 제 1 고정부를 더 포함할 수 있다.In addition, the wire control unit may further include a first fixing unit for fixing one end of the wire.

또한, 상기 다관절 로봇 제어 시스템은 다관절 로봇의 관절에 배치되며 와이어의 타단을 고정하는 제 2 고정부를 더 포함할 수 있다.In addition, the articulated robot control system may further include a second fixing unit disposed at the joint of the articulated robot and fixing the other end of the wire.

또한, 상기 다관절 로봇 제어 시스템은 다관절 로봇의 일단을 고정하는 기저부를 포함하며, 상기 와이어 컨트롤부 및 브레이크부는 상기 기저부 내부에 배치될 수 있다.In addition, the articulated robot control system may include a base for fixing one end of the articulated robot, and the wire control unit and the brake unit may be disposed inside the base.

또한, 상기 스위치부는 손잡이 부재 및 버튼 부재를 포함할 수 있다.In addition, the switch unit may include a handle member and a button member.

또한, 상기 제 1 와이어 풀리는 상기 적어도 2개의 와이어를 수용하는 적어도 2개의 제 1 홈부를 포함하고, In addition, the first wire pulley includes at least two first grooves for accommodating the at least two wires,

또한, 상기 제 2 와이어 풀리는 상기 적어도 2개의 와이어를 수용하는 적어도 2개의 제 2 홈부를 포함할 수 있다.In addition, the second wire pulley may include at least two second grooves for accommodating the at least two wires.

한편, 본 발명의 다른 실시 예는,On the other hand, another embodiment of the present invention,

회전 또는 병진 운동하는 복수의 관절(joint) 및 상기 복수의 관절 각각에 연결되는 복수의 링크(link)를 포함하는 암(arm)부; 및an arm portion including a plurality of joints that rotate or move in translation and a plurality of links connected to each of the plurality of joints; and

상기 암(arm)부의 움직임을 제어하는 제어 시스템;을 포함하며,Including; a control system for controlling the movement of the arm unit;

상기 제어 시스템은,The control system is

상기 암(arm)부의 복수의 관절 중 어느 하나에 연결되는 적어도 2개의 와이어를 포함하는 와이어부;a wire portion including at least two wires connected to any one of a plurality of joints of the arm portion;

제 1 방향으로 회전하는 제 1 와이어 풀리, 상기 1 와이어 풀리가 회전하는 방향과 반대방향으로 회전하는 제 2 와이어 풀리, 및 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리 사이에 배치되며 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리의 회전 속도를 조절하는 감속기,를 포함하며, 상기 와이어 각각에 연결되는 와이어 컨트롤부;A first wire pulley rotating in a first direction, a second wire pulley rotating in a direction opposite to a direction in which the first wire pulley rotates, and the first wire pulley disposed between the first wire pulley and the second wire pulley a pulley and a speed reducer for adjusting the rotation speed of the second wire pulley, and a wire control unit connected to each of the wires;

상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리의 회전을 제어하는 브레이크부; 및a brake unit for controlling rotation of the first wire pulley and the second wire pulley; and

상기 암(arm)부상에 배치되며, 상기 브레이크부와 전기적으로 연결되어 상기 브레이크부를 잠금 또는 해제하는 스위치부;를 포함하는,a switch unit disposed on the arm unit and electrically connected to the brake unit to lock or release the brake unit;

다관절 로봇을 제공한다.Provides an articulated robot.

이때, 상기 제어 시스템은 상기 와이어부 및 와이어 컨트롤부를 복수개 포함할 수 있다.In this case, the control system may include a plurality of the wire unit and the wire control unit.

또한, 상기 복수의 관절 각각은 상기 적어도 2개의 와이어를 수용하는 적어도 2개의 제 3 홈부를 포함할 수 있다. In addition, each of the plurality of joints may include at least two third grooves for accommodating the at least two wires.

또한, 상기 와이어 컨트롤부는 상기 와이어의 일단을 고정하는 제 1 고정부를 포함할 수 있다. In addition, the wire control unit may include a first fixing unit for fixing one end of the wire.

또한, 상기 관절은 상기 와이어의 타단을 고정하는 제 2 고정부를 포함할 수 있다.In addition, the joint may include a second fixing unit for fixing the other end of the wire.

또한, 상기 다관절 로봇은 상기 암(arm)부의 일단을 고정하는 기저부(base)를 더 포함할 수 있다. In addition, the articulated robot may further include a base for fixing one end of the arm part.

본 발명의 다관절 로봇 제어 시스템은 와이어부를 포함하며, 상기 와이어부를 통해 사용자로 하여금 보다 적은 힘으로 다관절 로봇을 사용할 수 있도록 힘을 보완해줄 수 있다.The articulated robot control system of the present invention includes a wire part, and through the wire part, the force can be supplemented so that the user can use the articulated robot with less force.

또한, 온-오프 스위치를 이용하여 관절 전체의 움직임을 전자식으로 잠금 또는 해제할 수 있고 수술용 또는 의료용으로 사용시, 사용상 편의성이 우수한 장점이 있다. In addition, the movement of the entire joint can be electronically locked or released by using the on-off switch, and when used for surgery or medical purposes, there is an advantage of excellent convenience in use.

또한, 감속기 및 탄성체를 이용하여 관절과 연결된 와이어의 움직임을 제어함으로써, 잠금 해제시 급격한 하중이 다관절 로봇의 관절에 가해지는 것을 방지할 수 있고, 사용 안정성을 향상시킬 수 있다. In addition, by controlling the movement of the wire connected to the joint by using the reducer and the elastic body, it is possible to prevent an abrupt load from being applied to the joint of the articulated robot during unlocking, and it is possible to improve the stability of use.

또한, 고 하중에 대해 안정적으로 잠금 상태를 유지할 수 있다. In addition, it is possible to stably maintain the locked state against a high load.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다관절 로봇을 나타낸 모식도이고,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다관절 로봇 제어 시스템의 와이어부가 다관절 로봇의 관절에 연결된 상태를 나타내는 모식도이고,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다관절 로봇 제어 시스템의 와이어 컨트롤부를 나타내는 정면도이고,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다관절 로봇 제어 시스템의 와이어 컨트롤부를 나타내는 윗면도이고,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다관절 로봇 제어 시스템의 스위치부를 나타내는 모식도이고,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다관절 로봇의 제 3 홈부를 나타내는 모식도이다.
1 is a schematic diagram showing an articulated robot according to an embodiment of the present invention;
2 is a schematic diagram showing a state in which the wire part of the articulated robot control system according to an embodiment of the present invention is connected to the joints of the articulated robot;
3 is a front view showing a wire control unit of the articulated robot control system according to an embodiment of the present invention;
4 is a top view showing a wire control unit of an articulated robot control system according to an embodiment of the present invention;
5 is a schematic diagram showing a switch unit of an articulated robot control system according to an embodiment of the present invention;
6 is a schematic diagram showing a third groove of the articulated robot according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 하지만 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 발명의 명세서 전체에서 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다는 것은 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present application pertains can easily implement them. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described below. In addition, in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted. Throughout the present specification, when a part is “connected” with another part, it is not only “directly connected” but also “electrically connected” with another element interposed therebetween. include In addition, throughout the specification of the present invention, that a certain member is located “on” another member includes not only a case in which a member is in contact with another member but also a case in which another member is present between the two members.

본 발명의 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함” 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification of the present invention, when a part "includes" a component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

본 발명의 일 실시 예는,One embodiment of the present invention is

복수의 관절(joint)을 포함하는 다관절 로봇의 움직임을 제어하는 다관절 로봇 제어 시스템으로,An articulated robot control system that controls the movement of an articulated robot including a plurality of joints,

다관절 로봇의 복수의 관절 중 어느 하나에 연결되는 적어도 2개의 와이어를 포함하는 와이어부;a wire unit including at least two wires connected to any one of a plurality of joints of the articulated robot;

제 1 방향으로 회전하는 제 1 와이어 풀리, 상기 1 와이어 풀리가 회전하는 방향과 반대방향으로 회전하는 제 2 와이어 풀리, 및 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리 사이에 배치되며 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리의 회전 속도를 조절하는 감속기,를 포함하며, 상기 와이어 각각에 연결되는 와이어 컨트롤부;A first wire pulley rotating in a first direction, a second wire pulley rotating in a direction opposite to a direction in which the first wire pulley rotates, and the first wire pulley disposed between the first wire pulley and the second wire pulley a pulley and a speed reducer for adjusting the rotation speed of the second wire pulley, and a wire control unit connected to each of the wires;

상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리의 회전을 제어하는 브레이크부; 및a brake unit for controlling rotation of the first wire pulley and the second wire pulley; and

다관절 로봇상에 배치되며, 상기 브레이크부와 전기적으로 연결되어 상기 브레이크부를 잠금 또는 해제하는 스위치부;를 포함하는,A switch unit disposed on the articulated robot and electrically connected to the brake unit to lock or unlock the brake unit; including,

다관절 로봇 제어 시스템을 제공할 수 있다.It is possible to provide an articulated robot control system.

본 발명의 일 실시 예에 따른 다관절 로봇 제어 시스템은 수술용 또는 의료용 보조 기구를 사용하기 위해 사용되는 다관절 로봇을 제어하기 위한 시스템으로, 다관절 로봇을 제어하는 종래의 제어 시스템보다 시스템의 크기 및 무게를 감소시킬 수 있어, 다관절 로봇을 보다 소형화시킬 수 있다The articulated robot control system according to an embodiment of the present invention is a system for controlling an articulated robot used to use an auxiliary instrument for surgery or medical use, and the size of the system is larger than that of a conventional control system for controlling an articulated robot. and weight can be reduced, making the articulated robot more compact.

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다관절 로봇 제어 시스템을 도면을 참조하여 각 구성별로 상세히 설명한다.Hereinafter, an articulated robot control system according to an embodiment of the present invention will be described in detail for each configuration with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다관절 로봇 제어 시스템을 포함하는 다관절 로봇을 나타낸 모식도이다.1 is a schematic diagram showing an articulated robot including an articulated robot control system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 다관절 로봇 제어 시스템은 다관절 로봇의 복수의 관절 중 어느 하나에 연결되는 적어도 2개의 와이어(201)를 포함하는 와이어부(200)를 포함할 수 있다.The articulated robot control system according to an embodiment of the present invention may include a wire unit 200 including at least two wires 201 connected to any one of a plurality of joints of the articulated robot.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다관절 로봇 제어 시스템의 와이어부(200)를 나타낸 그림으로, 도 2에서와 같이, 상기 복수의 관절 중 어느 하나에 연결된 와이어부(200)를 나타내는 그림이다.FIG. 2 is a diagram showing the wire part 200 of the articulated robot control system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, a diagram showing the wire part 200 connected to any one of the plurality of joints. am.

본 발명의 일 실시 예에 따른 다관절 로봇 제어 시스템은 관절 한개당 적어도 2개의 와이어(201)를 연결하고, 상기 와이어(201) 각각에 와이어 컨트롤부(100)를 연결함으로써, 상기 관절을 보다 안정적으로 제어할 수 있다.The articulated robot control system according to an embodiment of the present invention connects at least two wires 201 per joint and connects the wire control unit 100 to each of the wires 201, so that the joint more stably can be controlled

본 발명의 실시 예에 따른 다관절 로봇 제어 시스템은 와이어부(200)를 복수개 포함할 수 있다. The articulated robot control system according to an embodiment of the present invention may include a plurality of wire units 200 .

일 예로, 본 발명의 실시 예에 따른 다관절 로봇 제어 시스템은 5축 다관절 로봇을 제어하기 위해, 1개의 관절당 2개의 와이어(201)가 연결되도록, 총 10개의 와이어(201)가 포함될 수 있다.For example, the articulated robot control system according to an embodiment of the present invention may include a total of 10 wires 201 such that two wires 201 are connected per one joint to control the five-axis articulated robot. have.

본 발명의 일 실시 예에 따른 다관절 로봇 제어 시스템은 와이어 컨트롤부(100)를 포함할 수 있다.The articulated robot control system according to an embodiment of the present invention may include a wire control unit 100 .

상기 다관절 로봇 제어 시스템은 다관절 로봇의 일단을 고정하는 기저부(500)를 포함할 수 있고, 상기 와이어 컨트롤부(100)는 상기 기저부(500) 내부에 배치될 수 있다.The articulated robot control system may include a base part 500 for fixing one end of the articulated robot, and the wire control part 100 may be disposed inside the base part 500 .

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 와이어 컨트롤부(100)를 나타내는 정면도로, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 와이어 컨트롤부(100)는 제 1 방향으로 회전하는 제 1 와이어 풀리(101), 상기 1 와이어 풀리가 회전하는 방향과 반대방향으로 회전하는 제 2 와이어 풀리(102), 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리 사이에 배치되며 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리의 회전 속도를 조절하는 감속기(103),를 포함할 수 있다.3 is a front view showing the wire control unit 100 according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, the wire control unit 100 is a first wire pulley 101 rotating in a first direction, A second wire pulley 102 that rotates in a direction opposite to the direction in which the first wire pulley rotates, is disposed between the first wire pulley and the second wire pulley and rotates the first wire pulley and the second wire pulley It may include a speed reducer 103, which adjusts the speed.

상기 와이어 컨트롤부(100)는 상기 관절의 움직임을 보다 정밀하게 제어하기 위한 부재로, 다관절 로봇의 관절 각각에 연결되는 적어도 2개의 와이어(201)의 움직임을 제어함으로써 상기 관절의 움직임을 제어할 수 있다. 상세하게는, 상기 제 1 와이어 풀리(101)의 회전속도를 감속시킴으로써, 상기 제 1 와이어 풀리(101)에 연결되는 와이어(201) 및 상기 와이어(201)와 연결되는 관절의 움직임을 제어함으로써, 다관절 로봇의 급작스런 움직임을 방지할 수 있어 사용 안정성을 높일 수 있다.The wire control unit 100 is a member for more precisely controlling the movement of the joint, and controls the movement of the joint by controlling the movement of at least two wires 201 connected to each joint of the articulated robot. can Specifically, by reducing the rotational speed of the first wire pulley 101, by controlling the movement of the wire 201 connected to the first wire pulley 101 and the joint connected to the wire 201, It can prevent the sudden movement of the articulated robot and increase the stability of use.

상기 제 1 와이어 풀리(101) 및 상기 제 2 와이어 풀리(102)는 상기 제 1 와이어 풀리(101) 및 제 2 와이어 풀리(102) 사이에 배치되는 감속기(103)에 의해 회전속도가 달라질 수 있다. The first wire pulley 101 and the second wire pulley 102 may have different rotational speeds by the speed reducer 103 disposed between the first wire pulley 101 and the second wire pulley 102 . .

상기 감속기(103)는 상기 제 1 와이어 풀리(101)를 제 1 방향으로 회전시키는 제 1 베어링(bearing) 및 상기 제 2 와이어 풀리(102)를 제 2 방향으로 회전시키는 제 2 베어링(bearing)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 베어링 및 제 2 베어링은 서로 맞물려 회전함으로써 제 1 와이어 풀리(101) 및 제 2 와이어 풀리(102)를 일정한 회전비로 회전시킬 수 있다.The reducer 103 includes a first bearing for rotating the first wire pulley 101 in a first direction and a second bearing for rotating the second wire pulley 102 in a second direction. may include The first bearing and the second bearing may rotate in engagement with each other to rotate the first wire pulley 101 and the second wire pulley 102 at a constant rotation ratio.

바람직하게는, 상기 감속기(103)는 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리를 n:m(n, m은 정수, n<m)의 회전비로 회전시킬 수 있다. 이때, 상기 n 및 m의 비는 8:1 내지 12:1일 수 있고, 더욱 바람직하게는 10:1일 수 있다.Preferably, the reducer 103 may rotate the first wire pulley and the second wire pulley at a rotation ratio of n:m (n, m is an integer, n<m). In this case, the ratio of n and m may be 8:1 to 12:1, more preferably 10:1.

여기서 상기 회전비를 통해 감속기의 감속비가 결정될 수 있다.Here, the reduction ratio of the speed reducer may be determined through the rotation ratio.

예를 들어, 상기 스위치부(400)를 온(on) 상태로 하여 브레이크부(300)의 잠금을 해제할 경우, 상기 제 2 와이어 풀리(102)가 반시계 방향으로 10회 회전하는 동안 상기 제 1 와이어 풀리(101)가 시계방향으로 1회 회전할 수 있고, 이때, 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리의 회전비는 1:10일 수 있고, 감속비는 10일 수 있다.For example, when the switch unit 400 is turned on to release the lock of the brake unit 300, the second wire pulley 102 rotates counterclockwise 10 times. One wire pulley 101 may rotate once in a clockwise direction, and in this case, a rotation ratio of the first wire pulley and the second wire pulley may be 1:10, and a reduction ratio may be 10.

이를 통해, 상기 브레이크부(300)의 잠금을 해제하더라도, 상기 제 1 와이어 풀리(101)는 보다 낮은 속도로 회전할 수 있어 다관절 로봇의 사용 안정성을 향상시킬 수 있다. Through this, even when the brake unit 300 is unlocked, the first wire pulley 101 can rotate at a lower speed, thereby improving the use stability of the articulated robot.

본 발명의 실시 예에 따른 다관절 로봇 제어 시스템은 다관절 로봇의 관절 각각에 적어도 2개의 와이어(201)가 연결될 수 있고, 상기 와이어(201) 각각에 와이어 컨트롤부(100)가 연결될 수 있다. In the articulated robot control system according to an embodiment of the present invention, at least two wires 201 may be connected to each joint of the articulated robot, and the wire control unit 100 may be connected to each of the wires 201 .

또한, 복수의 관절에 와이어부(200)가 연결되도록, 상기 와이어부(200) 및 상기 와이어부(200)와 연결되는 와이어 컨트롤부(100)를 복수개 포함할 수 있다. In addition, the wire part 200 may include a plurality of the wire part 200 and the wire control part 100 connected to the wire part 200 so that the plurality of joints are connected.

일 예로, 도 4는 5축 다관절 로봇의 움직임을 제어하기 위한 와이어 컨트롤부(100)의 윗면을 나타내는 도면으로, 도 4에서와 같이 5축 다관절 로봇의 움직임을 제어하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 다관절 로봇 제어 시스템은, 5개의 관절 각각에 2개의 와이어가 연결되고, 상기 와이어 각각에 와이어 컨트롤부가 연결되도록, 총 10개의 와이어(201) 및 총 10개의 와이어 컨트롤부가 포함될 수 있다.As an example, FIG. 4 is a view showing the upper surface of the wire control unit 100 for controlling the movement of the 5-axis articulated robot. In order to control the movement of the 5-axis articulated robot as shown in FIG. The articulated robot control system according to the embodiment may include a total of 10 wires 201 and a total of 10 wire control units such that two wires are connected to each of the five joints and the wire control unit is connected to each of the wires. .

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 다관절 로봇 제어 시스템(1)은 제 1 관절에 연결되는 제 1-1 와이어 및 제 1-2 와이어, 상기 제 1-1 와이어 및 제 1-2 와이어 각각에 연결되는 제 1-1 와이어 컨트롤부 및 제 1-2 와이어 컨트롤부; 제 2 관절에 연결되는 제 2-1 와이어 및 제 2-2 와이어, 상기 제 2-1 와이어 및 제 2-2 와이어 각각에 연결되는 제 2-1 와이어 컨트롤부 및 제 2-2 와이어 컨트롤부; 제 3 관절에 연결되는 제 3-1 와이어 및 제 3-2 와이어, 상기 제 3-1 와이어 및 제 3-2 와이어 각각에 연결되는 제 3-1 와이어 컨트롤부 및 제 3-2 와이어 컨트롤부; 제 4 관절에 연결되는 제 4-1 와이어 및 제 4-2 와이어, 상기 제 4-1 와이어 및 제 4-2 와이어 각각에 연결되는 제 4-1 와이어 컨트롤부 및 제 4-2 와이어 컨트롤부; 및 제 5 관절에 연결되는 제 5-1 와이어 및 제 5-2 와이어, 상기 제 5-1 와이어 및 제 5-2 와이어 각각에 연결되는 제 5-1 와이어 컨트롤부 및 제 5-2 와이어 컨트롤부;를 포함할 수 있다.That is, the articulated robot control system 1 according to an embodiment of the present invention is connected to the 1-1 wire and the 1-2 wire, the 1-1 wire and the 1-2 wire connected to the first joint, respectively. a 1-1 wire control unit and a 1-2 wire control unit connected to each other; a second 2-1 wire and a 2-2 wire connected to the joint, a 2-1 wire control unit and a 2-2 wire control unit connected to each of the 2-1 wire and the 2-2 wire; a 3-1 th wire and a 3-2 wire connected to the third joint, a 3-1 th wire control unit and a 3-2 th wire control unit connected to the 3-1 th wire and the 3-2 th wire, respectively; 4-1 th wire and 4-2 wire connected to the fourth joint, 4-1 th wire control unit and 4-2 th wire control unit connected to the 4-1 th wire and 4-2 th wire, respectively; and 5-1 th wire and 5-2 wire connected to the fifth joint, 5-1 th wire control unit and 5-2 th wire control unit connected to the 5-1 th wire and 5-2 th wire, respectively ; may be included.

한편, 상기 와이어 컨트롤부(100)는 상기 와이어(201)의 일단을 고정하는 제 1 고정부(106)를 더 포함할 수 있다. 상기 와이어(201)는 일단에 상기 제 1 고정부(106)에 고정되어, 제 2 와이어 풀리(102), 감속기(103), 제 1 와이어 풀리(101)를 순차적으로 연결한 후, 다관절 로봇의 관절에 형성된 제 2 고정부(600)에 의해 타단이 고정될 수 있다.Meanwhile, the wire control unit 100 may further include a first fixing unit 106 for fixing one end of the wire 201 . The wire 201 is fixed to the first fixing part 106 at one end, and after sequentially connecting the second wire pulley 102, the reducer 103, and the first wire pulley 101, the articulated robot The other end may be fixed by the second fixing part 600 formed in the joint of the.

상기 제 1 와이어 풀리(101)는 상기 적어도 2개의 와이어(201)를 수용하는 적어도 2개의 제 1 홈부(104)를 포함하고, 상기 제 2 와이어 풀리(102)는 상기 적어도 2개의 와이어(201)를 수용하는 적어도 2개의 제 2 홈부(105)를 포함할 수 있다. The first wire pulley 101 includes at least two first groove portions 104 for receiving the at least two wires 201 , and the second wire pulley 102 includes the at least two wires 201 . It may include at least two second grooves 105 for accommodating them.

상기 제 1 홈부(104) 및 제 2 홈부(105)는 상기 와이어(201)의 경로 이탈을 방지하기 위한 것으로, 이를 통해 제어 효율을 향상시킬 수 있다.The first groove portion 104 and the second groove portion 105 are for preventing the wire 201 from being deviated from the path, thereby improving control efficiency.

또한, 상기 와이어(201)는 탄성체(202)를 포함할 수 있으며, 상기 탄성체(202)의 탄성력에 의해 상기 와이어(201)의 부하가 감소되어, 고하중에 대한 안정성을 향상시킬 수 있다. In addition, the wire 201 may include an elastic body 202 , and the load of the wire 201 is reduced by the elastic force of the elastic body 202 , thereby improving stability against a high load.

상기 탄성체(202)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 고정부(105) 및 제 2 와이어 풀리(102) 사이에 배치되는 상기 와이어(200)상에 배치될 수 있다. As shown in FIG. 2 , the elastic body 202 may be disposed on the wire 200 disposed between the first fixing part 105 and the second wire pulley 102 .

상기 탄성체(202)는 용수철일 수 있으나 이에 제한된 것은 아니며, 탄성을 갖는 기타 다른 재료가 사용될 수 있다.The elastic body 202 may be a spring, but is not limited thereto, and other materials having elasticity may be used.

본 발명의 실시 예에 따른 다관절 로봇 제어 시스템은, 상기 제 1 와이어 풀리(101) 및 제 2 와이어 풀리(102)의 회전을 제어하는 브레이크부(300)를 포함할 수 있다.The articulated robot control system according to an embodiment of the present invention may include a brake unit 300 for controlling rotation of the first wire pulley 101 and the second wire pulley 102 .

상기 브레이크(300)는 상기 제 1 와이어 풀리(101) 및 제 2 와이어 풀리(102)의 회전을 제어하는 수단으로, 상기 제 1 와이어 풀리 및 제 2 와이어 풀리를 연결하는 회전축의 회전을 제어하는 방법으로, 상기 상기 제 1 와이어 풀리(101) 및 제 2 와이어 풀리(102)의 회전을 제어할 수 있다.The brake 300 is a means for controlling the rotation of the first wire pulley 101 and the second wire pulley 102, and a method of controlling the rotation of a rotation shaft connecting the first wire pulley and the second wire pulley As such, it is possible to control the rotation of the first wire pulley 101 and the second wire pulley 102 .

일 예로, 상기 브레이크(300)를 잠금상태로 형성할 경우, 상기 제 1와이어 풀리(101) 및 제 2 와이어 풀리(102)의 회전을 중지시킬 수 있고, 상기 브레이크(300)를 잠금 해제 상태로 형성할 경우, 상기 제 1 와이어 풀리(101) 및 제 2 와이어 풀리(102)가 회전을 수행하도록 할 수 있다.For example, when the brake 300 is formed in a locked state, the rotation of the first wire pulley 101 and the second wire pulley 102 may be stopped, and the brake 300 may be set to an unlocked state. When formed, the first wire pulley 101 and the second wire pulley 102 may be rotated.

본 발명의 실시 예에 따른 다관절 로봇 제어 시스템은 상기 브레이크(300)를 상기 감속기(103)와 연결함으로써, 상기 브레이크(300)의 한계하중을 향상시킬 수 있다.The articulated robot control system according to an embodiment of the present invention can improve the limit load of the brake 300 by connecting the brake 300 to the reducer 103 .

상기 브레이크부(300)는 하기 식 1에 따라 한계 하중이 향상시킬 수 있다.The brake unit 300 may have an improved load limit according to Equation 1 below.

<식 1><Equation 1>

Figure 112020002540254-pat00001
Figure 112020002540254-pat00001

(Tout: 한계 하중 최종값, Tb=브레이크의 한계 중량, b=감속기의 감속비, μ: 감속효율) (T out : final load limit value, T b = limit weight of brake, b = reduction ratio of reducer, μ: reduction efficiency)

여기서, 상기 한계 하중 최종값은 다관절 로봇의 홀더부 또는 앤드 이팩터(end effect)가 물체를 지지하는 하중값일 수 있고, 브레이크의 한계 중량은 상기 브레이크부가 다관절 로봇 및 물체를 지지하는 전체 중량값일 수 있고, 감속 효율은 상기 감속기에 따른 효율값일 수 있다.Here, the final load limit value may be a load value at which the holder part or end effector of the articulated robot supports the object, and the limit weight of the brake is the total weight value at which the brake part supports the articulated robot and the object. and the deceleration efficiency may be an efficiency value according to the speed reducer.

이때, 상기 브레이크(300)는 와이어 컨트롤부(100)와 인접하여 배치될 수 있드나, 상기 스위치부(400)와 전기적으로 연결되어, 상기 스위치부(400)를 온(on) 또는 오프(off)함으로써, 상기 브레이크(300)를 잠금 또는 잠금 해제할 수 있고, 이를 통해 상기 제 1 와이어 풀리(101) 및 제 2 와이어 풀리(102)의 회전을 수행 또는 중단시킬 수 있다.In this case, the brake 300 may be disposed adjacent to the wire control unit 100 , but is electrically connected to the switch unit 400 to turn the switch unit 400 on or off. ), it is possible to lock or unlock the brake 300 , thereby performing or stopping the rotation of the first wire pulley 101 and the second wire pulley 102 .

본 발명의 실시 예에 따른 다관절 로봇 제어 시스템은 다관절 로봇상에 배치되며, 상기 브레이크부(300)와 전기적으로 연결되어, 상기 브레이크부(300)를 잠금 또는 해제하는 스위치부(400)를 포함할 수 있다.The articulated robot control system according to an embodiment of the present invention is disposed on the articulated robot, is electrically connected to the brake unit 300, and includes a switch unit 400 that locks or releases the brake unit 300. may include

상기 스위치부(400)는 상기 브레이크부(300)를 전기적으로 잠금 또는 잠금 해제하는 부재로, 사용자가 다관절 로봇상에 배치된 스위치부를 온-오프 함으로써, 다관절 로봇의 관절을 일제히 잠금 또는 잠금 해제할 수 있어, 사용 편의성을 높일 수 있다. 특히, 의료용 또는 수술용으로 사용되는 다관절 로봇을 효과적으로 제어할 수 있다. The switch unit 400 is a member for electrically locking or unlocking the brake unit 300, and by turning on/off the switch unit disposed on the articulated robot, the user locks or locks the joints of the articulated robot at once. It can be turned off to increase the usability. In particular, it is possible to effectively control an articulated robot used for medical or surgical purposes.

상기 스위치부(400)는 다관절 로봇상에 배치될 수 있고, 도 1에서와 같이, 사용자의 작동 편의성이 높도록 다관절 로봇의 핸드부 또는 앤드 이팩터(end effect)와 인접한 위치에 배치될 수 있다.The switch unit 400 may be disposed on the articulated robot, and as shown in FIG. 1 , it may be disposed at a position adjacent to the hand part or end effector of the articulated robot so that the user's operation convenience is high. have.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 스위치부(400)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 손잡이 부재(401) 및 버튼 부재(402)를 더 포함할 수 있다. In addition, the switch unit 400 according to an embodiment of the present invention may further include a handle member 401 and a button member 402 as shown in FIG. 5 .

상기 스위치(400)는 상기 버튼 부재(402)를 통해 상기 스위치부(400)를 온 또는 오프상태로 형성할 수 있다. The switch 400 may form the switch unit 400 in an on or off state through the button member 402 .

일 예로, 상기 버튼 부재(402)를 눌러 스위치부(400)를 온(on) 상태로 위치시켜, 상기 브레이크부(300)를 잠금 해제할 수 있다.For example, by pressing the button member 402 to position the switch unit 400 in an on state, the brake unit 300 may be unlocked.

본 발명의 실시 예에 따른 다관절 로봇 제어 시스템은 브레이크부의 잠금 해제 시 대부분의 하중이 브레이크부, 감속기 및 탄성체 중 하나 이상에 가해짐으로써, 급격한 하중이 다관절 로봇의 관절에 부가되는 것을 방지할 수 있다.The articulated robot control system according to an embodiment of the present invention can prevent an abrupt load from being added to the joints of the articulated robot by applying most of the load to one or more of the brake unit, the reducer, and the elastic body when the brake unit is unlocked. can

본 발명의 다른 실시 예는,Another embodiment of the present invention is

회전 또는 병진 운동하는 복수의 관절(joint) 및 상기 복수의 관절 각각에 연결되는 복수의 링크(link)를 포함하는 암(arm)부; 및an arm portion including a plurality of joints that rotate or move in translation and a plurality of links connected to each of the plurality of joints; and

상기 암(arm)부의 움직임을 제어하는 제어 시스템;을 포함하며,Including; a control system for controlling the movement of the arm unit;

상기 제어 시스템은,The control system is

상기 암(arm)부의 복수의 관절 중 어느 하나에 연결되는 적어도 2개의 와이어를 포함하는 와이어부;a wire portion including at least two wires connected to any one of a plurality of joints of the arm portion;

제 1 방향으로 회전하는 제 1 와이어 풀리, 상기 1 와이어 풀리가 회전하는 방향과 반대방향으로 회전하는 제 2 와이어 풀리, 및 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리 사이에 배치되며 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리의 회전 속도를 조절하는 감속기,를 포함하며, 상기 와이어 각각에 연결되는 와이어 컨트롤부;A first wire pulley rotating in a first direction, a second wire pulley rotating in a direction opposite to a direction in which the first wire pulley rotates, and the first wire pulley disposed between the first wire pulley and the second wire pulley a pulley and a speed reducer for adjusting the rotation speed of the second wire pulley, and a wire control unit connected to each of the wires;

상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리의 회전을 제어하는 브레이크부; 및a brake unit for controlling rotation of the first wire pulley and the second wire pulley; and

상기 암(arm)부상에 배치되며, 상기 브레이크부와 전기적으로 연결되어 상기 브레이크부를 잠금 또는 해제하는 스위치부;를 포함하는,a switch unit disposed on the arm unit and electrically connected to the brake unit to lock or release the brake unit;

다관절 로봇을 제공할 수 있다.An articulated robot can be provided.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 다관절 로봇을 각 구성별로 상세히 설명한다.Hereinafter, the articulated robot according to an embodiment of the present invention will be described in detail for each configuration.

상기 다관절 로봇은 본 발명의 일 실시 예에 다른 다관절 로봇 제어 시스템 및 복수의 관절을 포함하는 다관절 로봇으로, 수술 보조를 위해 사용되는 다관절 로봇일 수 있다.The articulated robot is an articulated robot including a multi-joint robot control system and a plurality of joints according to an embodiment of the present invention, and may be an articulated robot used for surgical assistance.

상기 다관절 로봇은 회전 또는 병진 운동하는 복수의 관절(joint) 및 상기 복수의 관절 각각에 연결되는 복수의 링크(link)를 포함하는 암(arm)부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 암(arm)부는 4 내지 6개의 관절(joint)을 포함할 수 있으나 이제 제한된 것은 아니다. The articulated robot may include an arm unit including a plurality of joints that rotate or move in translation and a plurality of links connected to each of the plurality of joints. In this case, the arm part may include 4 to 6 joints, but is not limited thereto.

또한, 상기 다관절 로봇은 적어도 2개의 와이어를 포함하는 와이어부(201)를 포함할 수 있다.In addition, the articulated robot may include a wire unit 201 including at least two wires.

이때, 상기 와이어(201)는 탄성체(202)를 포함할 수 있으며, 상기 탄성체(202)의 탄성력에 의해 상기 와이어(201)의 부하가 감소되어, 고하중에 대한 안정성을 향상시킬 수 있다. In this case, the wire 201 may include an elastic body 202 , and the load of the wire 201 is reduced by the elastic force of the elastic body 202 , thereby improving stability against a high load.

상기 탄성체(202)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 고정부(105) 및 제 2 와이어 풀리(102) 사이에 배치되는 상기 와이어(200)상에 배치될 수 있다. As shown in FIG. 2 , the elastic body 202 may be disposed on the wire 200 disposed between the first fixing part 105 and the second wire pulley 102 .

상기 탄성체(202)는 용수철일 수 있으나 이에 제한된 것은 아니며, 탄성을 갖는 기타 다른 재료가 사용될 수 있다.The elastic body 202 may be a spring, but is not limited thereto, and other materials having elasticity may be used.

또한, 상기 각각의 와이어(201)는 일단이 상기 와이어 컨트롤부에 포함된 제 1 고정부(106)에 고정되고, 타단이 상기 다관절 로봇의 복수의 관절 중 어느 하나의 관절에 배치되는 제 2 고정부(600)에 고정될 수 있다. 즉, 상기 와이어(201)는 일단이 상기 제 1 고정부(106)에 고정되고, 제 2 와이어 풀리(102), 감속기(103), 제 1 와이어 풀리(101)를 순차적으로 연결한 후, 타단이 제 2 고정부(600)에 의해 고정될 수 있다.In addition, each of the wires 201 has one end fixed to the first fixing unit 106 included in the wire control unit, and the second end disposed at any one joint among a plurality of joints of the articulated robot. It may be fixed to the fixing unit 600 . That is, one end of the wire 201 is fixed to the first fixing part 106 , and the second wire pulley 102 , the reducer 103 , and the first wire pulley 101 are sequentially connected, and then the other end It may be fixed by the second fixing part 600 .

이때, 상기 와이어(201)는 상기 제 1 고정부(106) 및 상기 제 2 와이어 풀리(102) 사이에 배치되는 일부분에 탄성체를 포함함으로써, 잠금 해제시, 다관절 로봇의 관절에 가해지는 하중을 감소시킬 수 있다. At this time, the wire 201 includes an elastic body in a portion disposed between the first fixing part 106 and the second wire pulley 102, thereby reducing the load applied to the joints of the articulated robot when unlocking. can be reduced

상기 다관절 로봇은 상기 다관절 로봇의 일단을 고정하는 기저부(500)를 포함할 수 있고, 상기 제어 시스템의 와이어 컨트롤부(100) 및 브레이크부(400)는 상기 기저부(500) 내부에 포함될 수 있다. The articulated robot may include a base part 500 for fixing one end of the articulated robot, and the wire control part 100 and the brake part 400 of the control system may be included in the base part 500 . have.

상기 와이어 컨트롤부(100)는 제 1 방향으로 회전하는 제 1 와이어 풀리(101), 상기 1 와이어 풀리가 회전하는 방향과 반대방향으로 회전하는 제 2 와이어 풀리(102), 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리 사이에 배치되며 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리의 회전 속도를 조절하는 감속기(103),를 포함할 수 있다.The wire control unit 100 includes a first wire pulley 101 rotating in a first direction, a second wire pulley 102 rotating in a direction opposite to the direction in which the first wire pulley rotates, the first wire pulley and It is disposed between the second wire pulley and may include a reducer 103 for adjusting the rotation speed of the first wire pulley and the second wire pulley.

상기 와이어 컨트롤부(100)는 상기 관절의 움직임을 보다 정밀하게 제어하기 위한 부재로, 다관절 로봇의 관절 각각에 연결되는 적어도 2개의 와이어(201)의 움직임을 제어함으로써 상기 관절의 움직임을 제어할 수 있다. 상세하게는, 상기 제 1 와이어 풀리(101)의 회전속도를 감속시킴으로써, 상기 제 1 와이어 풀리(101)에 연결되는 와이어(201) 및 상기 와이어(201)와 연결되는 관절의 움직임을 제어함으로써, 다관절 로봇의 급작스런 움직임을 방지할 수 있어 사용 안정성을 높일 수 있다.The wire control unit 100 is a member for more precisely controlling the movement of the joint, and controls the movement of the joint by controlling the movement of at least two wires 201 connected to each joint of the articulated robot. can Specifically, by reducing the rotational speed of the first wire pulley 101, by controlling the movement of the wire 201 connected to the first wire pulley 101 and the joint connected to the wire 201, It can prevent sudden movement of the articulated robot and increase the stability of use.

또한, 상기 다관절 로봇은 복수의 와이어부(201) 및 와이어 컨트롤부를 포함하며, 이를 통해 상기 다관절 로봇의 관절 각각에 상기 와이어부(200) 및 와이어 컨트롤부(100)가 연결될 수 있다.In addition, the articulated robot includes a plurality of wire parts 201 and a wire control part, through which the wire part 200 and the wire control part 100 can be connected to each joint of the articulated robot.

즉, 상기 다관절 로봇의 관절 각각에는 적어도 2개의 와이어(201)가 연결될 수 있고, 상기 와이어(201) 각각은 와이어 컨트롤부(100)의 제 1 와이어 풀리(102), 제 2 와이어 풀리(102) 및 감속기(103)와 연결될 수 있다. 이를 통해, 각각의 관절에 부가되는 하중을 최소화할 수 있어, 사용 안정성을 향상시킬 수 있다.That is, at least two wires 201 may be connected to each joint of the articulated robot, and each of the wires 201 includes a first wire pulley 102 and a second wire pulley 102 of the wire control unit 100 . ) and the reducer 103 may be connected. Through this, it is possible to minimize the load applied to each joint, it is possible to improve the stability of use.

상기 제 1 와이어 풀리(101) 및 상기 제 2 와이어 풀리(102)는 상기 제 1 와이어 풀리(101) 및 제 2 와이어 풀리(102) 사이에 배치되는 감속기(103)에 의해 회전속도가 달라질 수 있다. The first wire pulley 101 and the second wire pulley 102 may have different rotational speeds by the speed reducer 103 disposed between the first wire pulley 101 and the second wire pulley 102 . .

상기 감속기(103)는 상기 제 1 와이어 풀리(101)를 제 1 방향으로 회전시키는 제 1 베어링(bearing) 및 상기 제 2 와이어 풀리(102)를 제 2 방향으로 회전시키는 제 2 베어링(bearing)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 베어링 및 제 2 베어링은 서로 맞물려 회전함으로써 제 1 와이어 풀리(101) 및 제 2 와이어 풀리(102)를 일정한 회전비로 회전시킬 수 있다.The reducer 103 includes a first bearing for rotating the first wire pulley 101 in a first direction and a second bearing for rotating the second wire pulley 102 in a second direction. may include The first bearing and the second bearing may rotate in engagement with each other to rotate the first wire pulley 101 and the second wire pulley 102 at a constant rotation ratio.

바람직하게는, 상기 감속기(103)는 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리를 n:m(n, m은 정수, n<m)의 회전비로 회전시킬 수 있다. 이때, 상기 n 및 m의 비는 8:1 내지 12:1일 수 있고, 더욱 바람직하게는 10:1일 수 있다. 여기서 상기 회전비를 통해 감속기의 감속비가 결정될 수 있다.Preferably, the reducer 103 may rotate the first wire pulley and the second wire pulley at a rotation ratio of n:m (n, m is an integer, n<m). In this case, the ratio of n and m may be 8:1 to 12:1, more preferably 10:1. Here, the reduction ratio of the speed reducer may be determined through the rotation ratio.

또한, 상기 제 1 와이어 풀리, 상기 제 2 와이어 풀리 및 상기 관절 각각은 제 1 내지 제 3 홈부를 포함할 수 있다. 이를 통해, 상기 와이어가 상기 제 1 내지 제 3 홈부의 내부에 위치됨으로써, 상기 와이어가 경로를 이탈하는 것을 방지할 수 있고, 상기 와이어 컨트롤부에 의한 제어 효과를 향상시킬 수 있다. In addition, each of the first wire pulley, the second wire pulley, and the joint may include first to third grooves. Through this, since the wire is positioned inside the first to third grooves, it is possible to prevent the wire from deviating from the path, and it is possible to improve the control effect by the wire control unit.

또한, 상기 다관절 로봇은 상기 제 1 와이어 풀리(101) 및 제 2 와이어 풀리(102)의 회전을 제어하는 브레이크부(300) 및 상기 브레이크부(300)에 전기적으로 연결되는 스위치부(400)를 포함할 수 있고, 이를 통해, 복수의 관절을 동시에 잠금 또는 잠금 해제할 수 있어 사용 편리성을 높일 수 있다.In addition, the articulated robot includes a brake unit 300 that controls rotation of the first wire pulley 101 and the second wire pulley 102 and a switch unit 400 electrically connected to the brake unit 300 . may include, and through this, it is possible to lock or unlock a plurality of joints at the same time, thereby increasing ease of use.

즉, 상기 브레이크(300)는 상기 제 1 와이어 풀리(101) 및 제 2 와이어 풀리(102)의 회전을 제어하는 수단으로, 상기 제 1 와이어 풀리 및 제 2 와이어 풀리를 연결하는 회전축의 회전을 제어하는 방법으로, 상기 상기 제 1 와이어 풀리(101) 및 제 2 와이어 풀리(102)의 회전을 제어할 수 있다.That is, the brake 300 is a means for controlling the rotation of the first wire pulley 101 and the second wire pulley 102, and controls the rotation of a rotation shaft connecting the first wire pulley and the second wire pulley. In this way, the rotation of the first wire pulley 101 and the second wire pulley 102 can be controlled.

일 예로, 상기 브레이크(300)를 잠금상태로 형성할 경우, 상기 제 1와이어 풀리(101) 및 제 2 와이어 풀리(102)의 회전을 중지시킬 수 있고, 상기 브레이크(300)를 잠금 해제 상태로 형성할 경우, 상기 제 1 와이어 풀리(101) 및 제 2 와이어 풀리(102)가 회전을 수행하도록 할 수 있다.For example, when the brake 300 is formed in a locked state, the rotation of the first wire pulley 101 and the second wire pulley 102 may be stopped, and the brake 300 may be set to an unlocked state. When formed, the first wire pulley 101 and the second wire pulley 102 may be rotated.

상기 다관절 로봇은 상기 브레이크(300)를 상기 감속기(103)와 연결함으로써, 상기 브레이크(300)의 한계하중을 향상시킬 수 있다.The articulated robot can improve the limit load of the brake 300 by connecting the brake 300 with the reducer 103 .

이때, 상기 브레이크(300)는 와이어 컨트롤부(100)와 인접하여 배치될 수 있드나, 상기 스위치부(400)와 전기적으로 연결되어, 상기 스위치부(400)를 온(on) 또는 오프(off)함으로써, 상기 브레이크(300)를 잠금 또는 잠금 해제할 수 있고, 이를 통해 상기 제 1 와이어 풀리(101) 및 제 2 와이어 풀리(102)의 회전을 수행 또는 중단시킬 수 있다.In this case, the brake 300 may be disposed adjacent to the wire control unit 100 , but is electrically connected to the switch unit 400 to turn the switch unit 400 on or off. ), it is possible to lock or unlock the brake 300 , thereby performing or stopping the rotation of the first wire pulley 101 and the second wire pulley 102 .

또한, 상기 스위치부(400)는 상기 브레이크부(300)를 전기적으로 잠금 또는 잠금 해제하는 부재로, 사용자가 상기 암(arm)부상에 배치된 스위치부를 온-오프 함으로써, 관절을 동시에 잠금 또는 잠금 해제할 수 있어, 사용 편의성을 높일 수 있다. 특히, 의료용 또는 수술용으로 사용되는 다관절 로봇을 효과적으로 제어할 수 있다. In addition, the switch unit 400 is a member for electrically locking or unlocking the brake unit 300 , and by turning on/off the switch unit disposed on the arm unit, the user simultaneously locks or locks the joint. It can be turned off to increase the usability. In particular, it is possible to effectively control an articulated robot used for medical or surgical purposes.

상기 스위치부(400)는 암(arm)부상에 배치될 수 있고, 도 1에서와 같이, 사용자의 작동 편의성이 높도록 암(arm)부의 핸드부 또는 앤드 이팩터(end effect)와 인접한 위치에 배치될 수 있다.The switch part 400 may be disposed on the arm part, and as shown in FIG. 1 , it is disposed adjacent to the hand part or the end effector part of the arm part so that the user's operation convenience is high. can be

또한, 상기 스위치부(400)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 손잡이 부재(401) 및 버튼 부재(402)를 더 포함할 수 있다. In addition, as shown in FIG. 5 , the switch unit 400 may further include a handle member 401 and a button member 402 .

상기 제어 시스템은 브레이크부의 잠금 해제 시 대부분의 하중이 브레이크부, 감속기 및 탄성체 중 하나 이상에 가해짐으로써, 급격한 하중이 다관절 로봇의 관절에 부가되는 것을 방지할 수 있다.The control system can prevent an abrupt load from being added to the joints of the articulated robot by applying most of the load to at least one of the brake unit, the reducer, and the elastic body when the brake unit is unlocked.

본 발명의 실시 예에 따른 다관절 로봇은 수술용 또는 의료용으로 사용될 수 있는 다관절 로봇일 수 있다. 상기 다관절 로봇은 브레이크부의 잠금 또는 잠금 해제를 전자식으로 제어할 수 있어, 제어가 용이할 수 있고, 잠금 해제시 상기 브레이크부 및 감속기에 하중이 부가되어, 상기 다관절 로봇의 암(arm)부 또는 관절에 부가되는 부하를 최소화할 수 있어, 사용 안정성을 향상시킬 수 있다. The articulated robot according to an embodiment of the present invention may be an articulated robot that can be used for surgery or medical purposes. The articulated robot can electronically control the locking or unlocking of the brake unit, so control can be easy, and when the lock is released, a load is applied to the brake unit and the reducer, so that the arm unit of the articulated robot Alternatively, it is possible to minimize the load added to the joint, it is possible to improve the stability of use.

100: 와이어 컨트롤부
100(1-1): 제1-1 와이어 컨트롤부
100(1-2): 제1-2 와이어 컨트롤부
100(2-1): 제2-1 와이어 컨트롤부
100(2-2): 제2-2 와이어 컨트롤부
100(3-1): 제3-1 와이어 컨트롤부
100(3-2): 제3-2 와이어 컨트롤부
100(4-1): 제4-1 와이어 컨트롤부
100(4-2): 제4-2 와이어 컨트롤부
100(5-1): 제5-1 와이어 컨트롤부
100(5-2): 제5-2 와이어 컨트롤부
101: 제 1 와이어 풀리
102: 제 2 와이어 풀리
103: 감속기
104: 제 1 홈부
105: 제 2 홈부
106: 제 1 고정부
200: 와이어
201: 탄성체
300: 브레이크부
400: 스위치부
401: 손잡이 부재
402: 버튼 부재
500: 기저부
600: 제 3 홈부
100: wire control unit
100 (1-1): 1-1 wire control unit
100 (1-2): first 1-2 wire control unit
100 (2-1): 2-1 wire control unit
100 (2-2): 2-2 wire control unit
100 (3-1): 3-1 wire control unit
100 (3-2): 3-2 wire control unit
100 (4-1): 4-1 wire control unit
100 (4-2): 4-2 wire control unit
100 (5-1): 5-1 wire control unit
100 (5-2): 5-2 wire control unit
101: first wire pulley
102: second wire pulley
103: reducer
104: first groove
105: second groove
106: first fixing part
200: wire
201: elastic body
300: brake unit
400: switch unit
401: no handle
402: no button
500: base
600: third groove

Claims (15)

복수의 관절(joint)을 포함하는 다관절 로봇의 움직임을 제어하는 다관절 로봇 제어 시스템으로,
제 1 방향으로 회전하는 제 1 와이어 풀리, 상기 1 와이어 풀리가 회전하는 방향과 반대방향으로 회전하는 제 2 와이어 풀리, 및 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리 사이에 배치되며 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리가 소정의 회전비로 회전하도록 조절하는 감속기,를 포함하는 와이어 컨트롤부;
일단이 상기 와이어 컨트롤부에 연결되어 상기 제1 와이어 풀리, 감속기 및 제2 와이어 풀리를 연결하고 타단이 다관절 로봇의 복수의 관절 중 어느 하나에 연결되고, 용수철을 포함하는 와이어;
상기 감속기와 연결되며 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리의 회전을 제어하는 브레이크부; 및
다관절 로봇상에 배치되며, 상기 브레이크부와 전기적으로 연결되어 상기 브레이크부를 잠금 또는 해제하는 스위치부;를 포함하는, 수동 다관절 로봇 제어 시스템.
An articulated robot control system that controls the movement of an articulated robot including a plurality of joints,
A first wire pulley rotating in a first direction, a second wire pulley rotating in a direction opposite to a direction in which the first wire pulley rotates, and the first wire pulley disposed between the first wire pulley and the second wire pulley a wire control unit including a pulley and a reducer for controlling the pulley and the second wire pulley to rotate at a predetermined rotation ratio;
a wire having one end connected to the wire control unit to connect the first wire pulley, the reducer, and the second wire pulley, and the other end connected to any one of a plurality of joints of the articulated robot, the wire including a spring;
a brake unit connected to the reducer and controlling rotation of the first wire pulley and the second wire pulley; and
A manual articulated robot control system comprising a; disposed on the articulated robot and electrically connected to the brake unit to lock or unlock the brake unit.
제 1 항에 있어서,
상기 감속기는 제 1 와이어 풀리 및 제 2 와이어 풀리를 n:m(n, m은 정수, n<m)의 회전비로 회전시키는,
수동 다관절 로봇 제어 시스템.
The method of claim 1,
The reducer rotates the first wire pulley and the second wire pulley at a rotation ratio of n: m (n, m is an integer, n < m),
Manual articulated robot control system.
제 1 항에 있어서,
상기 다관절 로봇 제어 시스템은 복수의 와이어 및 상기 복수의 와이어 각각에 연결되는 복수의 와이어 컨트롤부를 포함하고 적어도 2개의 와이어가 다관절 로봇의 복수의 관절 중 어느 하나의 관절의 움직임을 제어하는,
수동 다관절 로봇 제어 시스템.
The method of claim 1,
The articulated robot control system includes a plurality of wires and a plurality of wire control units connected to each of the plurality of wires, and at least two wires control the movement of any one of the plurality of joints of the articulated robot,
Manual articulated robot control system.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 와이어 컨트롤부는 상기 와이어의 일단을 고정하는 제 1 고정부를 더 포함하는,
수동 다관절 로봇 제어 시스템.
The method of claim 1,
The wire control unit further comprises a first fixing unit for fixing one end of the wire,
Manual articulated robot control system.
제 1 항에 있어서,
다관절 로봇의 관절에 배치되며 와이어의 타단을 고정하는 제 2 고정부를 더 포함하는,
수동 다관절 로봇 제어 시스템.
The method of claim 1,
It is disposed at the joints of the articulated robot and further comprises a second fixing part for fixing the other end of the wire,
Manual articulated robot control system.
제 1 항에 있어서,
다관절 로봇의 일단을 고정하는 기저부를 포함하며,
상기 와이어 컨트롤부 및 브레이크부는 상기 기저부 내부에 배치되는,
수동 다관절 로봇 제어 시스템.
The method of claim 1,
Includes a base for fixing one end of the articulated robot,
The wire control part and the brake part are disposed inside the base part,
Manual articulated robot control system.
제 1 항에 있어서,
상기 스위치부는 손잡이 부재 및 버튼 부재를 포함하는,
수동 다관절 로봇 제어 시스템.
The method of claim 1,
The switch unit includes a handle member and a button member,
Manual articulated robot control system.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 와이어 풀리는 상기 와이어를 수용하는 제 1 홈부를 포함하고,
상기 제 2 와이어 풀리는 상기 와이어를 수용하는 적어도 제 2 홈부를 포함하는,
수동 다관절 로봇 제어 시스템.
The method of claim 1,
The first wire pulley includes a first groove for accommodating the wire,
The second wire pulley comprises at least a second groove for receiving the wire,
Manual articulated robot control system.
회전 또는 병진 운동하는 복수의 관절(joint) 및 상기 복수의 관절 각각에 연결되는 복수의 링크(link)를 포함하는 암(arm)부; 및
상기 암(arm)부의 움직임을 제어하는 수동 제어 시스템;을 포함하며,
상기 제어 시스템은,
제 1 방향으로 회전하는 제 1 와이어 풀리, 상기 1 와이어 풀리가 회전하는 방향과 반대방향으로 회전하는 제 2 와이어 풀리, 및 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리 사이에 배치되며 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리가 소정의 회전비로 회전하도록 조절하는 감속기,를 포함하는 와이어 컨트롤부;
일단이 상기 와이어 컨트롤부에 연결되어 상기 제1 와이어 풀리, 상기 감속기 상기 제2 와이어 풀리를 연결하고 타단이 상기 암(arm)부의 복수의 관절 중 어느 하나에 연결되고, 용수철을 포함하는 와이어;
상기 감속기와 연결되며 상기 제 1 와이어 풀리 및 상기 제 2 와이어 풀리의 회전을 제어하는 브레이크부; 및
상기 암(arm)부상에 배치되며, 상기 브레이크부와 전기적으로 연결되어 상기 브레이크부를 잠금 또는 해제하는 스위치부;를 포함하는,
다관절 로봇.
an arm unit including a plurality of joints that rotate or move in translation and a plurality of links connected to each of the plurality of joints; and
Including; a manual control system for controlling the movement of the arm part,
The control system is
A first wire pulley rotating in a first direction, a second wire pulley rotating in a direction opposite to a direction in which the first wire pulley rotates, and the first wire pulley disposed between the first wire pulley and the second wire pulley a wire control unit including a pulley and a reducer for controlling the pulley and the second wire pulley to rotate at a predetermined rotation ratio;
a wire having one end connected to the wire control unit to connect the first wire pulley and the speed reducer to the second wire pulley, and the other end connected to any one of a plurality of joints of the arm unit, the wire including a spring;
a brake unit connected to the reducer and controlling rotation of the first wire pulley and the second wire pulley; and
a switch unit disposed on the arm unit and electrically connected to the brake unit to lock or release the brake unit;
articulated robot.
제 10 항에 있어서,
상기 제어 시스템은
복수의 와이어 및 상기 복수의 와이어 각각에 연결되는 복수의 와이어 컨트롤부를 포함하고 적어도 2개의 와이어가 다관절 로봇의 복수의 관절 중 어느 하나의 움직임을 제어하는,
다관절 로봇.
11. The method of claim 10,
the control system
A plurality of wires and a plurality of wire control units connected to each of the plurality of wires, wherein at least two wires control the movement of any one of the plurality of joints of the articulated robot,
articulated robot.
제 11 항에 있어서,
상기 복수의 관절 각각은 상기 적어도 2개의 와이어를 수용하는 적어도 2개의 제 3 홈부를 포함하는,
다관절 로봇.
12. The method of claim 11,
each of said plurality of joints comprising at least two third grooves for receiving said at least two wires;
articulated robot.
제 10 항에 있어서,
상기 와이어 컨트롤부는 상기 와이어의 일단을 고정하는 제 1 고정부를 포함하는,
다관절 로봇.
11. The method of claim 10,
The wire control unit comprises a first fixing unit for fixing one end of the wire,
articulated robot.
제 10 항에 있어서,
상기 관절은 상기 와이어의 타단을 고정하는 제 2 고정부를 포함하는,
다관절 로봇.
11. The method of claim 10,
The joint comprises a second fixing part for fixing the other end of the wire,
articulated robot.
제 10 항에 있어서,
상기 다관절 로봇은 상기 암(arm)부의 일단을 고정하는 기저부(base)를 더 포함하며,
상기 와이어 컨트롤부 및 브레이크부는 상기 기저부 내부에 배치되는,
다관절 로봇.
11. The method of claim 10,
The articulated robot further includes a base for fixing one end of the arm part,
The wire control part and the brake part are disposed inside the base part,
articulated robot.
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