KR102352332B1

KR102352332B1 - 다단 베벨기어로 구동되는 서보조작 장치 및 이를 구동하는 방법

Info

Publication number: KR102352332B1
Application number: KR1020210068147A
Authority: KR
Inventors: 최진흥
Original assignee: (주)빅텍스
Priority date: 2021-05-27
Filing date: 2021-05-27
Publication date: 2022-01-17

Abstract

본 발명은 다단 베벨기어로 구동되는 서보조작 장치 및 이를 구동하는 방법에 관한 것으로서, 군집된 복수의 모터를 포함하는 동력부; 동력부가 전달하는 동력에 의해 서로 연동되고, 중공축 및 중공축의 적어도 일단에 형성되는 베벨기어를 포함하는 복수의 연동부; 및 복수 개의 연동부와 치합되어 연동부 간을 서로 연동시키는 하나 이상의 회동중심부;를 포함하는, 다단 베벨기어로 구동되는 서보조작장치가 제공된다.

Description

다단 베벨기어로 구동되는 서보조작 장치 및 이를 구동하는 방법{SERVO CONTROL APPARATUS OPERATED BY MULTI BEVEL GEAR AND METHOD OF OPERATING THE SAME}

본 발명은 다단 베벨기어로 구동되는 서보조작 장치 및 이를 구동하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 서보조작기나 다관절구동기, 매니퓰레이터 등과 같은 로봇은 복수의 관절을 독립적으로 구동하기 위해 각 관절로 동력을 제공하기 위해 유압이 제공되거나 모터의 장착이 되는 형태를 갖추고 있다. 이러한 구조를 통해서는 가동범위가 크고 무거운 물체를 다루는 동작을 하는데는 하중의 부담에 의해 구동이 어렵거나 이를 극복하기 위해 장치의 부피가 증가하고, 설계과정에서 비용이 증가된다는 문제점이 있다. 이를 개선하기 위해서 경량의 소재를 이용하거나 무거운 물체를 다루는 경우 천정의 레일에 고정하여 아암(arm)을 구동함으로써 하중을 지지하기 위한 목적의 구조물을 보조적으로 마련하는 경우도 있으나 전자의 경우 소재에 따른 한계가 있으며 후자는 구조물의 설치에 따른 공간, 설비 및 비용등의 부수적인 문제점이 유발될 수 있다.

따라서, 전술한 문제점들을 해결하기 위해 산업현장에서는 구조적으로 보다 가볍고, 큰 힘을 관절의 단부까지 전달할 수 있는 장치가 요구되는 것이 현실이다.

대한민국 공개특허공보 제 10-2020-0052980 호 (2020. 05. 15)

본 발명의 일 실시예는 구동부가 관절의 연장선 상에 없어, 보다 경량화 될 수 있는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예는 기어결합으로 인해 즉각적인 반응성을 가지는 것을 목적으로 한다.

그리고, 베벨기어는 동일한 각도 선상에서 다단으로 배치되도록 복수개 마련되고, 중공축은 다단배치된 베벨기어 각각과 일단이 대응연결되도록 복수개 마련되되, 각각의 중공축은 서로 다른 반경으로 형성되어 동축상에서 중첩되도록 배치될 수 있다.

또한, 모터는 제1모터, 제2모터, 제3모터, 제4모터, 제5모터, 제6모터 및 제7모터를 포함하고, 회동중심부는 제1회동중심부, 제2회동중심부 및 제3회동중심부를 포함하며,중공축은 동력부와 제1회동중심부 간에 배치되는 제1중공축, 제1회동중심부와 제2회동중심부 간에 배치되는 제2중공축, 제2회동중심부와 제3회동중심부 간에 배치되는 제3중공축, 제3회동중심부와 연동되는 제4중공축을 포함하는, 제2중공축 및 제3중공축을 포함할 수 있다.

또한, 베벨기어는 다단으로 형성되고, 회동중심부는, 베벨기어와 치합되는 다단형의 중간베벨기어를 포함하고, 중간베벨기어 중 적어도 하나는 회동중심부와 결합되어 회동중심부를 회동되도록 할 수 있다.

또한, 베벨기어는 다단으로 형성되고, 모터에 의해 다단의 베벨기어는 각각 독립적으로 회전될 수 있다.

또한, 동력부의 동력이 연동부 및 회동중심부를 통해 전달되되, 웜과 웜휠 간의 치합에 의해 파지동작이 구현되는 그립부를 포함할 수 있다.

적어도 일단에 다단형 베벨기어가 형성된 중공축을 포함하는 복수 개의 연동부; 연동부 간에 배치되어 연동부를 연동시키는 하나 이상의 회동중심부; 복수 개의 연동부 중 하나와 연동되어 파지동작이 구현되는 그립부; 및 연동부의 중공축으로 동력을 제공하는 복수 개의 모터를 포함하는 동력부;를 포함하는, 다단 베벨기어로 구동되는 서보조작장치의 구동방법에 있어서, 동력부로부터 선택적으로 전달되는 회전동력에 의해 중공축이 축방향으로 회전가능하고, 동력부로부터 선택적으로 전달되는 회전동력에 의해 회동중심부가 회동가능하고, 동력부로부터 선택적으로 전달되는 회전동력에 의해 그립부의 파지동작이 구현되고, 복수 개의 모터가 정회전 또는 역회전을 동시 또는 순차적으로 회전될 수 있는, 다단 베벨기어로 구동되는 서보조작장치를 구동하는 방법이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 구동부가 서보조작장치의 일단에 위치되어 관절이 연장되는 경로 상에서 하중의 부담이 감소되는 서보조작 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 동력전달을 일단으로부터 베벨기어를 통해 연결함으로써 관절을 통해 타단까지 연결될 수 있는 서보조작 장치를 제공할 수 있다.

도 1 및 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서보조작 장치를 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력부 측을 나타낸 도면으로서, 도 3(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력부의 정면도이고, 도 3(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력부에서 모터를 생략하고 구동기어가 노출된 것을 나타낸 도면,
도 4(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력부로부터 제1회동중심부와 연결된 베벨기어를 나타낸 도면이고, 도 4(b)는 제1중공케이스의 단면을 나타낸 도면,
도 5(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력부로부터 제2회동중심부와 연결된 베벨기어를 나타낸 도면이고, 도 5(b)는 제2중공케이스의 단면을 나타낸 도면,
도 6(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력부로부터 제2회동중심부와 제3케이스 사이까지를 나타낸 도면이고, 도 6(b)는 제2회동중심부와 제3케이스 사이 지점의 단면을 나타낸 도면,
도 7(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력부로부터 제2회동중심부와 연결된 베벨기어를 나타낸 도면이고, 도 7(b)는 제3중공케이스의 단면을 나타낸 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 그립부를 나타낸 도면으로서, 도 8(a)는 그리퍼가 벌어진 상태를 나타낸 도면이고, 도 8(b)는 그리퍼가 오므려진 상태를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 그립부와 제5-7중공축이 연결되는 구성을 나타내는 분해사시도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1회동중심부 측에 치차결합된 구성을 나타낸 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2회동중심부 측에 치차결합된 구성을 나타낸 도면,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제3회동중심부 측에 치차결합된 구성을 나타낸 도면,
도 13 내지 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력부로부터 전달되는 동력의 경로를 제1동력전달경로 내지 제7동력전달경로로 나타낸 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.

이하에서 설명할 본 발명의 일 실시예는 다단 베벨기어로 구동되는 서보조작 장치 및 이를 구동하는 방법에 관한 것이다.

도 1 및 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서보조작 장치(이하, 서보장치(10))를 나타낸 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시에인 서보장치(10)는 군집된 복수의 모터를 포함하는 동력부(300), 동력부(300)가 전달하는 동력에 의해 서로 연동되고 중공축 및 중공축의 적어도 일단에 형성되는 베벨기어를 포함하는 복수의 연동부를 포함한다. 그리고 복수 개의 연동부와 치합되어 연동부 간을 서로 연동시키는 하나 이상의 회동중심부를 더 포함한다. 나아가, 동력부(300)로부터 동력이 연동되어 전달되는 방향(Y방향)의 끝에는 그립부(400)가 마련되어 그립부(400)가 파지동작이 구현되도록 할 수 있다.

구체적으로, 서보장치(10)는 동력부(300)가 메인프레임(301)에 고정될 수 있다. 메인프레임(301)은 보조프레임(302)과 이격부재에 의해 기 결정된 거리만큼 이격되어 서로 고정될 수 있다. 여기서 메인프레임(301) 또는 보조프레임(302)은 미도시된 프레임에 연결될 수도 있다.

여기서 동력부(300)는 모터를 포함한다. 상기 모터는 복수개를 포함하며 본 예시에서는 7개의 모터를 포함한다. 여기서 모터는 중공축을 회전시킬 수 있는 회전동력을 제공하는 구성의 예시이며, 동력을 제공하는 제1모터(310), 제2모터(320), 제3모터(330), 제4모터(340), 제5모터(350), 제6모터(360) 및 제7모터(370)를 포함한다. 물론, 서보장치(10)의 길이나 관절의 수에 따라 제공하는 동력수단(예를 들어, 모터)의 수는 가감될 수 있다.

여기서, 제1모터(310)는 제1하우징을 축방향(Y방향)을 중심으로 제1회전(T1)방향으로 회전시킬 수 있다. 여기서 제1회전(T1)은 보조프레임(302)을 기준으로 회전되는 것을 의미하며, 보조프레임(302) 이하의 구성이 회전되도록 할 수 있다. 이와 같이 각 모터의 동력전달에 대하여 간략하게 설명하면 다음과 같다. 제1모터(310)가 메인프레임(301)에 고정됨으로써 회전력은 제1케이스(110)로 전달되어 제1회전(T1)방향으로 회전시킬 수 있다. 제2모터(320)는 중공축을 통해 제1회동중심부(201)를 제1회동(R1)방향으로 회동시킬 수 있다. 제3모터(330)는 제2회동중심부(202)를 제2회동(R2)방향으로 회동시킬 수 있다. 제4모터(340)는 제3하우징을 제2회전(T2)방향으로 회전시킬 수 있다. 제5모터(350)는 제3회동중심부(203)를 제3회동(R3)방향으로 회동시킬 수 있다. 제6모터(360)는 제3케이스(130)를 제3회전(T3)방향으로 회전시킬 수 있다. 제7모터(370)는 그립부(400)의 동작을 구현시킬 수 있다. 이와 관련해서는 도 13 내지 도 18을 통해 보다 상세하게 후술하기로 한다.

한편, 회동중심부는 제1회동중심부(201), 제2회동중심부(202) 및 제3회동중심부(203)를 포함하며, 중공축은 동력부(300)와 제1회동중심부(201) 간에 배치되는 제1중공축, 제1회동중심부(201)와 제2회동중심부(202) 간에 배치되는 제2중공축, 제2회동중심부(202)와 제3회동중심부(203) 간에 배치되는 제3중공축, 제3회동중심부(203)와 연동되는 제4중공축을 포함하는, 제2중공축 및 제3중공축을 포함할 수 있다.

여기서 각 중공축은 반경이 상이한 복수개의 중공축이 각각 겹층을 이루며 중첩되도록 위치되고, 서로 비접촉되도록 베어링을 사이에 배치하여 동력부(300)로부터 전달받은 동력에 의해 회전시, 각 중공축은 독립적인 자유회전이 이루어지도록 한다. 즉, 연동을 위한 베벨기어의 회전에 독립적으로 구속되게 된다.

여기서, 회동중심부는 중공축과 연결되도록 베벨기어를 마련할 수 있다. 즉, 회동중심부는 회동중심부로 동력이 입력되는 입력측인 중공축의 단부에 마련된 베벨기어와 대응되는 베벨기어를 포함할 수 있다. 따라서, 회동중심부는 중공축의 회전에 연동되어 연속적으로 동력을 전달할 수 있다.

이 때, 동력은 선택적으로 전달될 수 있는데, 동력의 전달여부는 전술한 복수의 모터가 하나 이상 선택적인 구동이 됨으로써 결정된다. 또한, 동력의 전달방향은 모터가 회전되는 방향에 따라 결정될 수 있다. 나아가, 동력의 전달위치는 동력부(300)로부터 그립부(400) 방향으로 전달되며, 전달거리는 연동구조에 따라 결정될 수 있다. 이와 관련하여 도 10 내지 도 12를 통해 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력부(300) 측을 나타낸 도면으로서, 도 3(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력부(300)의 정면도이고, 도 3(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력부(300)에서 모터를 생략하고 구동기어가 노출된 것을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 제1모터(310)로부터 발생되는 동력은 제1구동기어(311)로 연결되고, 제2모터(320)로부터 발생되는 동력은 제2구동기어(321)로 연결되고, 제3모터(330)로부터 발생되는 동력은 제3구동기어(331)로 연결되고, 제4모터(340)로부터 발생되는 동력은 제4구동기어(341)로 연결되고, 제5모터(350)로부터 발생되는 동력은 제5구동기어(351)로 연결되고, 제6모터(360)로부터 발생되는 동력은 제6구동기어(361)로 연결되고, 제7모터(370)로부터 발생되는 동력은 제7구동기어(371)로 연결된다.

여기서 제7구동기어(371)는 각 구동기어가 치합되는 종동기어들의 중심에 위치될 수 있고, 제1구동기어(311), 제2구동기어(321) 및 제3구동기어(331)는 메인프레임(301)에 의해 제4구동기어(341), 제5구동기어(351) 및 제6구동기어(361)와 구획될 수 있다. 이와 같이 배치된 구동기어의 구조에 종동기어는 보조프레임(302)으로부터 -Y방향으로 제1구동기어(311)가 치합되는 종동기어, 제2구동기어(321)가 치합되는 종동기어, 제3구동기어(331)가 치합되는 종동기어, 제4구동기어(341)가 치합되는 종동기어, 제5구동기어(351)가 치합되는 종동기어, 제6구동기어(361)가 치합되는 종동기어, 제7구동기어(371)가 치합되는 종동기어가 순차적으로 위치될 수 있다.

이와 같이, 순차적으로 위치된 종동기어들은 동축상으로 배치되고, 보조프레임(302)을 관통하면서 연장되는 중공축이 형성될 수 있다. 보다 구체적인 설명을 위해 도 4 내지 도 7을 통해 중공축에 대하여 설명하기로 한다.

우선 중공축은 전술한 바와 같이 적어도 일단에 베벨기어가 형성될 수 있다. 전술한 종동기어 각각으로부터 연장된 중공축은 연장단부에 베벨기어가 형성될 수 있다. 각 베벨기어들은 동축상에서 동일한 소정각도 상으로 형성되어 연속적으로 형성된 형태를 가질 수 있다. 다만, 각 중공축은 독립적으로 연장된 것으로서 동축상에 위치한 복수개의 중공축은 서로 회전속도, 회전방향, 회전여부가 자유롭게 결정될 수 있다. 물론, 이는 서보장치(10)가 목적하는 움직임을 구현하기 위해 제어부에 의해 제어된 값에 의해 결정될 수 있다. 상기 제어된 값은 그립부(400)가 접근해야 하는 위치 및 그리퍼(410)가 파지동작을 구현하는데 간섭이 발생하지 않도록 기 결정된 메커니즘을 통해 결정될 수 있다.

도 4(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력부(300)로부터 제1회동중심부(201)와 연결된 베벨기어를 나타낸 도면이고, 도 4(b)는 제1중공케이스(C1)의 단면을 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 도시된 종동기어는 제1종동기어(311a), 제2종동기어(321a), 제3종동기어(331a)이며, 각각은 제1구동기어(311), 제2구동기어(321) 및 제3구동기어(331)와 치합되어 회전될 수 있다. 여기서 제1종동기어(311a)의 경우에 중공축 중 가장 반경이 크게 형성되는 제1-1중공축(211b)과 연동될 수 있다. 제1-1중공축(211b)은 제1케이스(110)와 연결되어 제1구동기어(311)가 회전됨으로써 제1케이스(110)가 제1회전(T1)방향으로 회전될 수 있다.

한편, 제1중공축은 제1-1중공축(211b), 제1-2중공축(221b), 제1-3중공축(231b), 제1-4중공축(241b), 제1-5중공축(251b), 제1-6중공축(261b) 및 제1-7중공축(271b)을 포함하며, 순차적으로 반경이 작게 형성될 수 있다. 제1중공축의 회전에 의해 베벨기어가 연동되어 제1회동중심부(201)에 마련된 베벨기어는 제2중공축을 연동시킬 수 있다.

상기 제2중공축은 도 4(b)에 도시된 바와 같이 제1케이스(110)(도시생략) 내부에 위치되고, 제2-3중공축(232), 제2-4중공축(242), 제2-5중공축(252), 제2-6중공축(262) 및 제2-7중공축(272)을 포함한다. 각 중공축은 순차적으로 반경이 작게 형성되며 각각 독립적인 회전이 이루어질 수 있다. 물론, 이러한 독립적인 회전은 다단형으로 형성된 베벨기어로 연동됨으로써 가능하며, 각 기어 간 연동 역시 독립적으로 이루어져 동력을 전달할 수 있다.

여기서, 제1중공축의 단부에 형성된 베벨기어는 다단형일 수 있다. 구체적으로 본 예시를 기준으로 다단은 7단일 수 있다. 이중 최 외측에 형성된 중공축은 제1케이스(110)와 연결되어 제1케이스(110)를 회전시킬 수 있다. 나머지 6개의 중공축은 일단에 베벨기어가 마련되어 치합을 통한 연동으로 동력을 전달할 수 있다.

여기서, 제1중공축은 제1회동중심부(201)를 통해 제2중공부로 동력을 전달할 수 있다. 다만, 제1회동중심부(201)는 적어도 하나의 베벨기어가 제2중공부와 미연동되어 동력을 전달하지 않을 수 있다. 즉, 동력은 제1회동중심부(201)를 제1회동(R1)방향으로 회동되도록 할 수 있다. 즉, 제3모터(330), 제4모터(340), 제5모터(350), 제6모터(360) 및 제7모터(370)로부터 출력되는 동력이 제2중공축으로 전달될 수 있는 것이다. 따라서, 제2중공축은 제2-3중공축(232), 제2-4중공축(242), 제2-5중공축(252), 제2-6중공축(262) 및 제2-7중공축(272)을 포함하고 각각 제3모터(330) 내지 제7모터(370)의 동력전달을 수행할 수 있다.

도 5(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력부(300)로부터 제2회동중심부(202)와 연결된 베벨기어를 나타낸 도면이고, 도 5(b)는 제2중공케이스(C2)의 단면을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 제2중공축은 제2회동중심부(202)를 통해 제3중공부로 동력을 전달할 수 있다. 다만, 제2회동중심부(202)는 적어도 하나의 베벨기어가 제3중공부와 미연동되어 동력을 전달하지 않을 수 있다. 즉, 동력은 제2회동중심부(202)를 제2회동(R2)방향으로 회동되도록 할 수 있다. 즉, 제4모터(340), 제5모터(350), 제6모터(360) 및 제7모터(370)로부터 출력되는 동력이 제3중공축으로 전달될 수 있는 것이다. 따라서, 제3중공축은 제3-4중공축(243), 제3-5중공축(253), 제3-6중공축(263) 및 제3-7중공축(273)을 포함하고 각각 제4모터(340) 내지 제7모터(370)의 동력전달을 수행할 수 있다.

여기서 제3모터(330)는 전술한 바와 같이 제3중공부와 미연동된 제2회동중심부(202)의 베벨기어에 동력을 전달하여 제2케이스(120)를 제2회동(R2)방향으로 회동시킬 수 있다.

도 6(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력부(300)로부터 제2회동중심부(202)와 제3케이스(130) 사이까지를 나타낸 도면이고, 도 6(b)는 제2회동중심부(202)와 제3케이스(130) 사이 지점의 단면을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 제2회동중심부(202)와 연동되는 베벨기어가 적어도 일단에 형성된 제3중공축은 전술한 바와 같이 제3-4중공축(243), 제3-5중공축(253), 제3-6중공축(263) 및 제3-7중공축(273)일 수 있다. 여기서 제3-4중공축(243)의 타단은 제3하우징과 연결되어 제3하우징을 제2회전(T2)방향으로 회전시킬 수 있다. 따라서, 제3-5중공축(253), 제3-6중공축(263) 및 제3-7중공축(273)이 제3회전(T3)중심부 측으로 연장될 수 있다.

도 7(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력부(300)로부터 제2회동중심부(202)와 연결된 베벨기어를 나타낸 도면이고, 도 7(b)는 제3중공케이스(C3)의 단면을 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 제3-5중공축(253), 제3-6중공축(263) 및 제3-7중공축(273)이 제3회전(T3)중심부 측으로 연장되어 연장단부에 마련된 베벨기어 각각이 제3회동중심부(203)와 치합될 수 있다. 다만, 제3회동중심부(203)는 적어도 하나의 베벨기어가 제4중공부와 미연동되어 적어도 일부 동력을 전달하지 않을 수 있다. 즉, 제5모터(350)로부터 발생되는 동력은 제3회동중심부(203)를 제3회동(R3)방향으로 회동되도록 할 수 있다. 즉, 제6모터(360) 및 제7모터(370)로부터 출력되는 동력이 그립부(400)로 전달될 수 있는 것이다. 따라서, 제4중공축은 제4-6중공축(265) 및 제4-7중공축(275)을 포함하고 각각 제6모터(360) 및 제7모터(370)의 동력전달을 수행할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 그립부(400)를 나타낸 도면으로서, 도 8(a)는 그리퍼(410)가 벌어진 상태를 나타낸 도면이고, 도 8(b)는 그리퍼(410)가 오므려진 상태를 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 그립부(400)와 제5-7중공축이 연결되는 구성을 나타내는 분해사시도이다.

여기서, 동력부(300)의 동력이 연동부 및 회동중심부를 통해 전달되되, 웜기어(476a)와 회동기어(430) 간의 치합에 의해 파지동작이 구현되는 그립부(400)를 포함할 수 있다. 여기서 회동기어(430)가 종동기어에 해당하고 웜기어(476a)가 구동기어에 해당한다.

여기서 웜기어(476a)가 회전됨에 따라 회동기어(430)가 회동축을 중심으로 회전되고, 회동기어(430)의 회전은 제2링크(422)의 회동을 유발할 수 있다. 이는 회동기어(430)의 일측이 제2링크(422)와 결합되어 연동되기 때문이며, 상기 회동축은 제2링크(422)의 양단측에 각각 마련된 제2연결부(422a) 중 하나가 될 수 있다. 제2링크(422)는 그립부(400)의 외장케이스 및 연동블록(440)과 제2연결부(422a)를 통해 연결될 수 있다. 나아가, 제1링크(421)의 양단이 연동블록(440) 및 그립부(400)의 외장케이스에 제1연결부(421a)를 통해 각각 연결될 수 있다. 이때, 바람직하게는 제1링크(421) 및 제2링크(422)가 평행하게 배치될 수 있다. 이러한 연결구조에 의해 제1링크(421) 및 제2링크(422)가 회동되어도 연동블록(440)의 회동궤적을 따라 기울기의 변화없이 이동이 될 수 있다. 따라서, 연동블록(440)과 연결된 그리퍼(410)가 그립시 파지면적어 서로 대향하도록 유지될 수 있다.

한편, 웜기어(476a)는 웜샤프트(475)의 단부측에 마련될 수 있다. 도 9는 본 발명의 그립부(400) 측을 나타낸 분해사시도로서, 웜사프트는 원연동축(476) 및 연동기어를 포함한다. 웜샤프트(475)는 회동기어(430)와 치합되는 웜기어(476a)를 외주면에 포함하고 일단에는 제2연동기어(477b)가 삽입결합될 수 있는 제2연동기어(477b)홈(476b)이 형성될 수 있다. 여기서 제2연동기어(477b)는 연동기어축(477)의 일단에 형성되고, 연동기어축(477)의 타단에는 제1연동기어(477a)가 형성된다.

상기 제2연동기어(477b) 및 제1연동기어(477a)는 기어형태로 형성되나 회전에 의해 치합되는 형태는 아니고, 회전력을 전달하기 위해 삽입결합되는 형태일 수 있다. 제1연동기어(477a)는 제4-7중공축(275)과 결합되고, 제4-7중공축(275)은 제4-7입력베벨기어(274b)와 패스너(f)를 통해 결합될 수 있다. 이를 위해 제4-7입력베벨기어(274b)와 제4-7중공축(275)은 패스너(f)가 삽입될 수 있는 패스너(f)공 및 결합공(275a)이 형성될 수 있다. 여기서 제1연동기어(477a)와 제4-7중공축(275)이 결합되기 위해 제1연동기어(477a)와 대응되어 삽입가능한 제1연동기어(477a)홈(275b)이 형성될 수 있다. 상기 제4-7입력베벨기어(274b)를 포함한 본 발명의 다단베벨기어에 대하여 이하의 10 내지 12를 통해 구체적으로 설명하기로 한다.

전술한 바와 같이 간략하게는, 베벨기어는 동일한 각도 선상에서 다단으로 배치되도록 복수개 마련되고, 중공축은 다단배치된 베벨기어 각각과 일단이 대응연결되도록 복수개 마련되되, 각각의 중공축은 서로 다른 반경으로 형성되어 동축상에서 중첩되도록 배치될 수 있다. 여기서, 베벨기어는 다단으로 형성되고, 회동중심부는, 베벨기어와 치합되는 다단형의 중간베벨기어를 포함하고, 중간베벨기어 중 적어도 하나는 회동중심부와 결합되어 회동중심부를 회동되도록 할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1회동중심부(201) 측에 치차결합된 구성을 나타낸 도면이다.

도 10을 참조하면, 제1중공축의 일단에 형성된 다단베벨기어는 제1-2베벨기어(221a), 제1-3베벨기어(231a), 제1-4베벨기어(241a), 제1-5베벨기어(251a), 제1-6베벨기어(261a) 및 제1-7베벨기어(271a)를 포함하고, 연동되는 모터에 의해 각각 독립적으로 회전될 수 있다. 여기서, 제1-2베벨기어(221a)는 제1회동중심부(201)에 포함된 제1-2중간베벨기어(221c)와 치합되고, 제1-3베벨기어(231a)는 제1회동중심부(201)에 포함된 제1-3중간베벨기어(231c)와 치합되고, 제1-4베벨기어(241a)는 제1회동중심부(201)에 포함된 제1-4중간베벨기어(241c)와 치합되고, 제1-5베벨기어(251a)는 제1회동중심부(201)에 포함된 제1-5중간베벨기어(251c)와 치합되고, 제1-6베벨기어(261a)는 제1회동중심부(201)에 포함된 제1-6중간베벨기어(261c)와 치합되고, 제1-7베벨기어(271a)는 제1회동중심부(201)에 포함된 제1-7중간베벨기어(271c)와 치합된다.

또한, 제1-3중간베벨기어(231c)는 제2중공축의 일단에 형성된 제2-3입력베벨기어(232b)와 치합되고, 제1-4중간베벨기어(241c)는 제2-4입력베벨기어(242b)와 치합되고, 제1-5중간베벨기어(251c)는 제2-5입력베벨기어(252b)와 치합되고, 제1-6중간베벨기어(261c)는 제2-6입력베벨기어(262b)와 치합되고, 제1-7중간베벨기어(271c)는 제2-7입력베벨기어(272b)와 치합될 수 있다.

여기서, 제1-2중간베벨기어(221c)는 제1회동중심부(201)의 제1회동(R1)축(201a)에 고정되어 제1-3중간베벨기어(231c) 내지 제1-7중간베벨기어(271c)가 자유회전되는 것과 달리 제1회동중심부(201)와 고정되어 회전될 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2회동중심부(202) 측에 치차결합된 구성을 나타낸 도면이다.

도 11을 참조하면, 제2중공축의 일단에 형성된 다단베벨기어는 제2-3출력베벨기어(232a), 제2-4출력베벨기어(242a), 제2-5출력베벨기어(252a), 제2-6출력베벨기어(262a) 및 제2-7출력베벨기어(272a)를 포함하고, 연동되는 모터에 의해 각각 독립적으로 회전될 수 있다. 여기서, 제2-3출력베벨기어(232a)는 제2회동중심부(202)에 포함된 제2-3중간베벨기어(232c)와 치합되고, 제2-4출력베벨기어(242a)는 제2회동중심부(202)에 포함된 제2-4중간베벨기어(242c)와 치합되고, 제2-5출력베벨기어(252a)는 제2회동중심부(202)에 포함된 제2-5중간베벨기어(252c)와 치합되고, 제2-6출력베벨기어(262a)는 제2회동중심부(202)에 포함된 제2-6중간베벨기어(262c)와 치합되고, 제2-7출력베벨기어(272a)는 제2회동중심부(202)에 포함된 제2-7중간베벨기어(272c)와 치합된다.

또한, 제2-4중간베벨기어(242c)는 제3중공축의 일단에 형성된 제3-4입력베벨기어(243b)와 치합되고, 제2-5중간베벨기어(252c)는 제3-5입력베벨기어(253b)와 치합되고, 제2-6중간베벨기어(262c)는 제3-6입력베벨기어(263b)와 치합되고, 제2-7중간베벨기어(272c)는 제3-7입력베벨기어(273b)와 치합될 수 있다.

여기서, 제2-2중간베벨기어는 제2회동중심부(202)의 제2회동(R2)축(202a)에 고정되어 제2-4중간베벨기어(242c) 내지 제1-7중간베벨기어(271c)가 자유회전되는 것과 달리 제2회동중심부(202)와 고정되어 회전될 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제3회동중심부(203) 측에 치차결합된 구성을 나타낸 도면이다.

도 12를 참조하면, 제3중공축의 일단에 형성된 다단베벨기어는 제3-5출력베벨기어(253a), 제3-6출력베벨기어(263a) 및 제3-7출력베벨기어(273a)를 포함하고, 연동되는 모터에 의해 각각 독립적으로 회전될 수 있다. 여기서, 제3-5출력베벨기어(253a)는 제3회동중심부(203)에 포함된 제3-5중간베벨기어와 치합되고, 제3-6출력베벨기어(263a)는 제3회동중심부(203)에 포함된 제3-6중간베벨기어와 치합되고, 제3-7출력베벨기어(273a)는 제3회동중심부(203)에 포함된 제3-7중간베벨기어와 치합된다.

또한, 제3-6중간베벨기어는 제4중공축의 일단에 형성된 제4-6입력베벨기어(264b)와 치합되고, 제3-7중간베벨기어는 제4-7입력베벨기어(274b)와 치합될 수 있다.

여기서, 제3-5중간베벨기어는 제3회동중심부(203)의 제3회동(R3)축(203a)에 고정되어 제3-6중간베벨기어 및 제3-7중간베벨기어가 자유회전되는 것과 달리 제3회동중심부(203)와 고정되어 회전될 수 있다.

도 13 내지 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력부(300)로부터 전달되는 동력의 경로를 제1동력전달경로(P1) 내지 제7동력전달경로(P7)로 나타낸 도면이며, 도 13 내지 도 18을 참조하여 동력부(300)로부터 전달되는 동력전달 경로는 이하와 같다. 우선, 동력전달경로는 7가지가 있고, 그 간의 조합에 의해 서보장치(10)는 조작될 수 있다. 물론, 상기 동력전달경로는 본 예시에 한정된 것이고, 중공축 또는 회동중심부 등의 구성이 추가되거나, 케이스(100)와 연결되어 케이스(100)를 회전시키는 구성을 선택적으로 가감하여 구조변경될 수도 있다. 즉, 본 예시는 하나의 실시예로서 본 발명의 서보장치(10)가 조작되는 메커니즘을 설명하기 위한 것에 불과하다.

도 13을 참조하면, 동력부(300)의 제1모터(310)는 제1중공축 중 제1-1중공축(211b)과 연동되어 제1동력전달경로(P1)를 따라 동력을 전달할 수 있다. 제1-1중공축(211b)은 제1케이스(110)와 연결되어 제1케이스(110)에 회전력을 전달할 수 있다. 따라서 보조프레임(302)을 기준으로 제1케이스(110)방향(도 1에 표시된 Y방향)으로의 구성은 전체적으로 회전될 수 있다.

그리고, 동력부(300)의 제2모터(320)는 제1중공축 중 제1-2중공축(221b)과 연동되어 제2동력전달경로(P2)를 따라 동력을 전달할 수 있다. 제1-2중공축(221b)은 제1-2베벨기어(221a)와 연결되어 제1-2중공축(221b)의 단부에 위치한 제1-2베벨기어(221a)에 회전력을 전달할 수 있다. 제1-2베벨기어(221a)는 제1-2중간베벨기어(221c)와 치합되어 회전되므로 서로 연동된 제1-2베벨기어(221a) 및 제1-2중간베벨기어(221c)는 회전될 수 있다. 전술한 바와 같이 제1-2중간베벨기어(221c)는 제1회동중심부(201)와 고정된 구성이므로, 제2모터(320)의 회전은 제1회동중심부(201)를 회동시키는 동작이 구현될 수 있다.

도 14를 참조하면, 동력부(300)의 제3모터(330)는 제1중공축 중 제1-3중공축(231b)과 연동되어 제3동력전달경로(P3)를 따라 동력을 전달할 수 있다. 제1-3중공축(231b)은 제1-3베벨기어(231a)와 연결되어 제1-3중공축(231b)의 단부에 위치한 제1-3베벨기어(231a)에 회전력을 전달할 수 있다. 제1-3베벨기어(231a)는 제1-3중간베벨기어(231c)와 치합되어 회전되므로 서로 연동된 제1-3베벨기어(231a) 및 제1-3중간베벨기어(231c)는 회전될 수 있다. 이어서 제1-3중간베벨기어(231c)는 제2-3입력베벨기어(232b)와 치합되어 연동될 수 있다. 제2-3입력베벨기어(232b)는 제2-3중공축(232)의 일단에 위치되므로, 제2-3입력베벨기어(232b)로 전달된 동력은 제2-3중공축(232)으로 전달되어 타단에 위치된 제2-3출력베벨기어(232a)로 전달될 수 있다. 제2-3출력베벨기어(232a)는 제2-3중간베벨기어(232c)와 치합되어 회전되는 구성이며, 전술한 바와 같이 제2-3중간베벨기어(232c)는 제2회동중심부(202)와 고정된 구성이므로, 제3모터(330)의 회전은 제2회동중심부(202)를 회동시키는 동작이 구현될 수 있다.

도 15를 참조하면, 동력부(300)의 제4모터(340)는 제1중공축 중 제1-4중공축(241b)과 연동되어 제4동력전달경로(P4)를 따라 동력을 전달할 수 있다. 제1-4중공축(241b)은 제1-4베벨기어(241a)와 연결되어 제1-4중공축(241b)의 단부에 위치한 제1-4베벨기어(241a)에 회전력을 전달할 수 있다. 제1-4베벨기어(241a)는 제1-4중간베벨기어(241c)와 치합되어 회전되므로 서로 연동된 제1-4베벨기어(241a) 및 제1-4중간베벨기어(241c)는 회전될 수 있다. 이어서 제1-4중간베벨기어(241c)는 제2-4입력베벨기어(242b)와 치합되어 연동될 수 있다. 제2-4입력베벨기어(242b)는 제2-4중공축(242)의 일단에 위치되므로, 제2-4입력베벨기어(242b)로 전달된 동력은 제2-4중공축(242)으로 전달되어 타단에 위치된 제2-4출력베벨기어(242a)로 전달될 수 있다. 제2-4출력베벨기어(242a)는 제2-4중간베벨기어(242c)와 치합되어 회전되는 구성이며 동시에 제2-4중간베벨기어(242c)는 제3-4입력베벨기어(243b)와 치합되어 회전되는 구성이다.

따라서, 제3-4입력베벨기어(243b)의 회전에 의해 일단에 제3-4입력베벨기어(243b)가 마련된 제3-4중공축(243)이 회전될 수 있다. 여기서 2-4중공축의 타단은 제3케이스(130) 또는 제2중공케이스(C2)와 연결되어 제4모터(340)로부터 전달받은 동력(제3케이스(130) 또는 제2중공케이스(C2))을 이를 회전하는데 전달할 수 있다.

도 16을 참조하면, 동력부(300)의 제5모터(350)는 제1중공축 중 제1-5중공축(251b)과 연동되어 제5동력전달경로(P5)를 따라 동력을 전달할 수 있다. 제1-5중공축(251b)은 제1-5베벨기어(251a)와 연결되어 제1-5중공축(251b)의 단부에 위치한 제1-5베벨기어(251a)에 회전력을 전달할 수 있다. 제1-5베벨기어(251a)는 제1-5중간베벨기어(251c)와 치합되어 회전되므로 서로 연동된 제1-5베벨기어(251a) 및 제1-5중간베벨기어(251c)는 회전될 수 있다. 이어서 제1-5중간베벨기어(251c)는 제2-5입력베벨기어(252b)와 치합되어 연동될 수 있다. 제2-5입력베벨기어(252b)는 제2-5중공축(252)의 일단에 위치되므로, 제2-5입력베벨기어(252b)로 전달된 동력은 제2-5중공축(252)으로 전달되어 타단에 위치된 제2-5출력베벨기어(252a)로 전달될 수 있다. 제2-5출력베벨기어(252a)는 제2-5중간베벨기어(252c)와 치합되어 회전되는 구성이며 동시에 제2-5중간베벨기어(252c)는 제3-5입력베벨기어(253b)와 치합되어 회전되는 구성이다.

따라서, 제3-5입력베벨기어(253b)의 회전에 의해 일단에 제3-5입력베벨기어(253b)가 마련된 제3-5중공축(253)이 회전될 수 있다. 여기서 2-5중공축의 타단은 제3-5출력베벨기어(253a)가 형성될 수 있다. 제3-5출력베벨기어(253a)는 제3-5중간베벨기어와 치합되어 회전가능하며, 전술한 바와 같이 제3-5중간베벨기어는 제3회동중심부(203)와 고정된 구성이므로, 제5모터(350)의 회전은 제3회동중심부(203)를 회동시키는 동작이 구현될 수 있다.

도 17을 참조하면, 동력부(300)의 제6모터(360)는 제1중공축 중 제1-6중공축(261b)과 연동되어 제6동력전달경로(P6)를 따라 동력을 전달할 수 있다. 제1-6중공축(261b)은 제1-6베벨기어(261a)와 연결되어 제1-6중공축(261b)의 단부에 위치한 제1-6베벨기어(261a)에 회전력을 전달할 수 있다. 제1-6베벨기어(261a)는 제1-6중간베벨기어(261c)와 치합되어 회전되므로 서로 연동된 제1-6베벨기어(261a) 및 제1-6중간베벨기어(261c)는 회전될 수 있다. 이어서 제1-6중간베벨기어(261c)는 제2-6입력베벨기어(262b)와 치합되어 연동될 수 있다. 제2-6입력베벨기어(262b)는 제2-6중공축(262)의 일단에 위치되므로, 제2-6입력베벨기어(262b)로 전달된 동력은 제2-6중공축(262)으로 전달되어 타단에 위치된 제2-6출력베벨기어(262a)로 전달될 수 있다. 제2-6출력베벨기어(262a)는 제2-6중간베벨기어(262c)와 치합되어 회전되는 구성이며 동시에 제2-6중간베벨기어(262c)는 제3-6입력베벨기어(263b)와 치합되어 회전되는 구성이다.

따라서, 제3-6입력베벨기어(263b)의 회전에 의해 일단에 제3-6입력베벨기어(263b)가 마련된 제3-6중공축(263)이 회전될 수 있다. 여기서 2-6중공축의 타단은 제3-6출력베벨기어(263a)가 형성될 수 있다. 제3-6출력베벨기어(263a)는 제3-6중간베벨기어와 치합되어 회전가능함과 동시에 제3-6중간베벨기어는 제4-6입력베벨기어(264b)와 치합되어 회전될 수 있다. 일단에 제4-6입력베벨기어(264b)가 형성된 제4-6중공축(265)은 타단이 제3중공케이스(C3) 또는 그립부(400)와 연결되어 이(제3중공케이스(C3) 또는 그립부(400))를 회전시키는데 제6모터(360)로부터 전달받은 동력을 전달할 수 있다.

도 18을 참조하면, 동력부(300)의 제7모터(370)는 제1중공축 중 제1-7중공축(271b)과 연동되어 제7동력전달경로(P7)를 따라 동력을 전달할 수 있다. 제1-7중공축(271b)은 제1-7베벨기어(271a)와 연결되어 제1-7중공축(271b)의 단부에 위치한 제1-7베벨기어(271a)에 회전력을 전달할 수 있다. 제1-7베벨기어(271a)는 제1-7중간베벨기어(271c)와 치합되어 회전되므로 서로 연동된 제1-7베벨기어(271a) 및 제1-7중간베벨기어(271c)는 회전될 수 있다. 이어서 제1-7중간베벨기어(271c)는 제2-7입력베벨기어(272b)와 치합되어 연동될 수 있다. 제2-7입력베벨기어(272b)는 제2-7중공축(272)의 일단에 위치되므로, 제2-7입력베벨기어(272b)로 전달된 동력은 제2-7중공축(272)으로 전달되어 타단에 위치된 제2-7출력베벨기어(272a)로 전달될 수 있다. 제2-7출력베벨기어(272a)는 제2-7중간베벨기어(272c)와 치합되어 회전되는 구성이며 동시에 제2-7중간베벨기어(272c)는 제3-7입력베벨기어(273b)와 치합되어 회전되는 구성이다.

따라서, 제3-7입력베벨기어(273b)의 회전에 의해 일단에 제3-7입력베벨기어(273b)가 마련된 제3-7중공축(273)이 회전될 수 있다. 여기서 2-7중공축의 타단은 제3-7출력베벨기어(273a)가 형성될 수 있다. 제3-7출력베벨기어(273a)는 제3-7중간베벨기어와 치합되어 회전가능함과 동시에 제3-7중간베벨기어는 제4-7입력베벨기어(274b)와 치합되어 회전될 수 있다. 일단에 제4-7입력베벨기어(274b)가 형성된 제4-7중공축(275)은, 타단이 전술한 웜샤프트(475)와 연결이 된다. 따라서, 제7모터(370)는 그리퍼(410)의 파지동작이 구현될 수 있도록 한다.

앞서 설명한 서보장치(10)는 전술한 구성들로부터 제어부의 제어에 의해 조작될 수 있다. 예를 들면, 동력부(300)로부터 선택적으로 전달되는 회전동력에 의해 중공축이 축방향으로 회전가능하고, 동력부(300)로부터 선택적으로 전달되는 회전동력에 의해 회동중심부가 회동가능하고, 동력부(300)로부터 선택적으로 전달되는 회전동력에 의해 그립부(400)의 파지동작이 구현되고, 복수 개의 모터가 정회전 또는 역회전을 동시 또는 순차적으로 회전될 수 있다.

이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10 : 서보장치
100 : 케이스
110 : 제1케이스
120 : 제2케이스
130 : 제3케이스
200 : 회동부
201 : 제1회동중심부
201a : 제1회동축
202 : 제2회동중심부
202a : 제2회동축
203 : 제3회동중심부
203a : 제3회동축
211b : 제1-1중공축
221a : 제1-2베벨기어
221c : 제1-2중간베벨기어
221b : 제1-2중공축
231a : 제1-3베벨기어
231b : 제1-3중공축
231c : 제1-3중간베벨기어
232 : 제2-3중공축
232a : 제2-3출력베벨기어
232b : 제2-3입력베벨기어
232c : 제2-3중간베벨기어
241a : 제1-4베벨기어
241b : 제1-4중공축
241c : 제1-4중간베벨기어
242 : 제2-4중공축
242a : 제2-4출력베벨기어
242b : 제2-4입력베벨기어
242c : 제2-4중간베벨기어
243 : 제3-4중공축
243b : 제3-4입력베벨기어
251a : 제1-5베벨기어
251b : 제1-5중공축
251c : 제1-5중간베벨기어
252 : 제2-5중공축
252a : 제2-5출력베벨기어
252b : 제2-5입력베벨기어
252c : 제2-5중간베벨기어
253 : 제3-5중공축
253a : 제3-5출력베벨기어
253b : 제3-5입력베벨기어
253c : 제3-5중간베벨기어
261a : 제1-6베벨기어
261b : 제1-6중공축
261c : 제1-6중간베벨기어
262 : 제2-6중공축
262a : 제2-6출력베벨기어
262b : 제2-6입력베벨기어
262c : 제2-6중간베벨기어
263 : 제3-6중공축
263a : 제3-6출력베벨기어
263b : 제3-6입력베벨기어
263c : 제3-6중간베벨기어
264b : 제4-6입력베벨기어
265 : 제4-6중공축
271a : 제1-7베벨기어
271b : 제1-7중공축
271c : 제1-7중간베벨기어
272 : 제2-7중공축
272a : 제2-7출력베벨기어
272b : 제2-7입력베벨기어
272c : 제2-7중간베벨기어
273 : 제3-7중공축
273a : 제3-7출력베벨기어
273b : 제3-7입력베벨기어
273c : 제3-7중간베벨기어
274b : 제4-7입력베벨기어
275 : 제4-7중공축
275a : 결합공
275b : 제1연동기어홈
300 : 동력부
301 : 메인프레임
302 : 보조프레임
310 : 제1모터
311 : 제1구동기어
311a : 제1종동기어
320 : 제2모터
321 : 제2구동기어
321a : 제2종동기어
330 : 제3모터
331 : 제3구동기어
331a : 제3종동기어
340 : 제4모터
341 : 제4구동기어
350 : 제5모터
351 : 제5구동기어
360 : 제6모터
361 : 제6구동기어
370 : 제7모터
371 : 제7구동기어
400 : 그립부
410 : 그리퍼
421 : 제1링크
421a : 제1연결부
422 : 제2링크
422a : 제2연결부
430 : 회동기어
440 : 연동블록
475 : 웜샤프트
476 : 웜연동축
476a : 웜기어
476b : 제2연동기어홈
477 : 연동기어축
477a : 제1연동기어
477b : 제2연동기어
T1 : 제1회전
T2 : 제2회전
T3 : 제3회전
R1 : 제1회동
R2 : 제2회동
R3 : 제3회동
C1 : 제1중공케이스
C2 : 제2중공케이스
C3 : 제3중공케이스
P1 : 제1동력전달경로
P2 : 제2동력전달경로
P3 : 제3동력전달경로
P4 : 제4동력전달경로
P5 : 제5동력전달경로
P6 : 제6동력전달경로
P7 : 제7동력전달경로
f : 패스너
fa : 패스너공

Claims

군집된 복수의 모터를 포함하는 동력부;
상기 동력부가 전달하는 동력에 의해 서로 연동되고, 중공축 및 상기 중공축의 적어도 일단에 형성되는 베벨기어를 포함하는 복수의 연동부; 및
복수 개의 상기 연동부와 치합되어 상기 연동부 간을 서로 연동시키는 하나 이상의 회동중심부;를 포함하고,
복수의 상기 연동부는 동축 상에 배열 가능하고, 상기 회동중심부는 삼차원 방향 중 상기 동축 및 다른 하나의 축방향을 중심으로 회전가능한, 다단 베벨기어로 구동되는 서보조작장치.
청구항 1에 있어서,
상기 베벨기어는 동일한 각도 선상에서 다단으로 배치되도록 복수개 마련되고,
상기 중공축은 다단배치된 상기 베벨기어 각각과 일단이 대응연결되도록 복수개 마련되되, 각각의 상기 중공축은 서로 다른 반경으로 형성되어 동축상에서 중첩되도록 배치되는, 다단 베벨기어로 구동되는 서보조작장치.
청구항 1에 있어서,
상기 모터는 제1모터, 제2모터, 제3모터, 제4모터, 제5모터, 제6모터 및 제7모터를 포함하고,
상기 회동중심부는 제1회동중심부, 제2회동중심부 및 제3회동중심부를 포함하며,
상기 중공축은 상기 동력부와 상기 제1회동중심부 간에 배치되는 제1중공축, 상기 제1회동중심부와 상기 제2회동중심부 간에 배치되는 제2중공축, 상기 제2회동중심부와 상기 제3회동중심부 간에 배치되는 제3중공축, 상기 제3회동중심부와 연동되는 제4중공축을 포함하는, 제2중공축 및 제3중공축을 포함하는, 다단 베벨기어로 구동되는 서보조작장치.
청구항 1에 있어서,
상기 베벨기어는 다단으로 형성되고,
상기 회동중심부는,
상기 베벨기어와 치합되는 다단형의 중간베벨기어를 포함하고, 상기 중간베벨기어 중 적어도 하나는 상기 회동중심부와 결합되어 상기 회동중심부를 회동되도록하는, 다단 베벨기어로 구동되는 서보조작장치.
청구항 1에 있어서,
상기 베벨기어는 다단으로 형성되고, 상기 모터에 의해 다단의 상기 베벨기어는 각각 독립적으로 회전되는, 다단 베벨기어로 구동되는 서보조작장치.
청구항 1에 있어서,
상기 동력부의 동력이 상기 연동부 및 상기 회동중심부를 통해 전달되되, 웜과 웜휠 간의 치합에 의해 파지동작이 구현되는 그립부를 포함하는, 다단 베벨기어로 구동되는 서보조작장치.
적어도 일단에 다단형 베벨기어가 형성된 중공축을 포함하고 동축 상에 배열가능한 복수 개의 연동부; 상기 연동부 간에 배치되어 상기 연동부를 연동시키고 삼차원 방향 중 상기 동축 및 다른 하나의 축방향을 중심으로 회전가능한 하나 이상의 회동중심부; 복수 개의 상기 연동부 중 하나와 연동되어 파지동작이 구현되는 그립부; 및 상기 연동부의 상기 중공축으로 동력을 제공하는 복수 개의 모터를 포함하는 동력부;를 포함하는, 다단 베벨기어로 구동되는 서보조작장치의 구동방법에 있어서,
상기 동력부로부터 선택적으로 전달되는 회전동력에 의해 상기 중공축이 축방향으로 회전가능하고,
상기 동력부로부터 선택적으로 전달되는 회전동력에 의해 상기 회동중심부가 회동가능하고,
상기 동력부로부터 선택적으로 전달되는 회전동력에 의해 상기 그립부의 파지동작이 구현되고,
상기 복수 개의 모터가 정회전 또는 역회전을 동시 또는 순차적으로 회전될 수 있는, 다단 베벨기어로 구동되는 서보조작장치를 구동하는 방법.