KR102406815B1 - 로봇 조인트의 안전 보호 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서로에 대해 이동할 수 있는 2 개의 요소(2, 8); 2 개의 요소(2, 8)를 연결하는 자유도가 적어도 하나인 조인트(13); 및 조인트(13)를 둘러싸고 2 개의 요소 각각에 부착된 가요성 탄성 필름(20)을 포함하는, 로봇의 작동 안전에 관한 것으로서, 상기 필름(20)은 2 개의 요소(2, 8)의 적어도 하나의 구성에서 그 부착물 사이에서 신장된다.

Description

로봇 조인트의 안전 보호

본 발명은 로봇의 사용의 안전에 관한 것이다. 로봇은 인간, 보다 일반적으로는 그들의 환경과 상호 작용하도록 의도된다. 로봇의 환경을 이에 의해 수행되는 작용에 대해 보호하는 것이 필요할 뿐만 아니라, 로봇을 그의 환경으로부터 보호하는 것도 필요하다.

로봇의 환경 보호와 관련하여, 로봇의 이동으로 인해 사람이 부상을 입거나 사람을 둘러싸는 주변의 물체가 손상되는 것을 방지해야 한다. 보다 구체적으로, 로봇의 특정 조인트가 움직일 때, 근처에 위치한 사람 또는 물체가 이에 의해 핀치될(pinched) 수 있다. 예를 들어, 휴머노이드 로봇에서, 로봇의 몸통이 골반을 향해 이동할 때, 골반과 몸통 사이에 끼일 위험이 있다. 보다 일반적으로, 서로에 대해 관절 연결된 로봇의 2 개의 요소들 사이에 포획될 위험이 존재한다.

포획의 위험을 줄이거나 그 결과를 제한하기 위한 몇 가지 해결책이 고안되었다. 포획을 회피하기 위해, 해당 조인트에 의해 연결된 요소들 사이에 충분한 간격을 유지할 수 있게 하는 정지부에 의해 조인트의 변위를 제한할 수 있다. 이 솔루션은 로봇이 특정 방식으로 이동하지 못하도록 하여 로봇의 능력을 제한한다. 휴머노이드 로봇의 경우, 그 의인화가 손상된다.

포획의 위험을 감소시키지 않으려는 경우, 그 결과를 감소시키는 것이 여전히 가능하다. 이를 위해, 액추에이터가 해당 조인트를 이동시키는 것에 의해 생성되는 힘을 감소시킬 수 있다. 이러한 힘의 감소는 또한 예를 들어 더 이상 무거운 짐을 들어 올릴 수 없는 로봇의 능력을 제한한다. 2 개의 요소가 서로 접근할 때, 이동이 끝날 때만 액추에이터의 힘을 제한할 수 있다. 이 제한에는 액추에이터의 복잡한 제어가 필요하다. 이러한 제어는 구현 비용이 많이 들고 로봇의 신뢰성이 떨어질 수 있다.

또한, 로봇의 전원 공급이 상실되면, 액추에이터의 구속 능력이 상실되고 조인트가 완전히 자유로워 질 수 있다. 이 조인트에 의해 연결된 로봇의 요소는 이 경우 중력의 영향을 받아 구동되며, 이로 인해 조인트의 제어되지 않은 이동이 발생할 수 있다. 이러한 움직임 중에 포획이 발생할 수 있다.

또한, 로봇은 로봇의 환경에 유해한 영향을 미칠 수 있는 열원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 로봇은 작동하는 동안 가열될 수 있는 모터 또는 전자 장비를 포함할 수 있다. 사용자가 보호 없이 열원에 접근할 수 있으면 화상을 입을 수 있다. 이러한 위험을 회피하기 위해, 로봇은 사용자가 열원에 접근하는 것을 방지하는 열 차폐물이 제공될 수 있는 강성 쉘을 포함할 수 있다. 그러나, 로봇이 방출하는 열을 배출해야 하며, 쉘이 존재하면 열원을 냉각시키기가 더 어려워진다. 또한, 조인트의 경우, 쉘의 존재는 관절 연결된 요소의 이동을 방해하거나 또는 적어도 그 변위를 감소시킬 수 있다.

로봇의 환경에 대한 로봇 구성 요소의 보호와 관련하여, 로봇은 로봇을 손상시킬 수 있는 물체의 의도적 또는 의도하지 않은 삽입으로부터 보다 특히 보호되어야 한다. 이를 위해, 강성 쉘은 적절한 예방 솔루션을 형성할 수 있지만, 그러나 위에서 언급한 단점이 있다.

본 발명은 조인트에서 물체의 포획 및/또는 침투의 위험을 제한할 수 있는 완전 수동 솔루션에 의해 로봇의 작동의 안전성을 향상시키는 것을 목표로 한다. 본 발명은 또한 로봇의 내부 열원과의 접촉의 위험을 감소시키면서 로봇이 냉각되도록 하는 것을 목표로 한다. 본 발명은 조인트를 둘러싸는 강성 쉘의 사용을 회피한다.

이를 위해, 본 발명의 주제는 다음을 포함하는 로봇이다:

· 서로에 대해 이동될 수 있는 2 개의 요소

· 2 개의 요소를 연결하는 자유도가 적어도 하나인 조인트

· 조인트를 둘러싸고 2 개의 요소 각각에 고정된 가요성 및 탄성 필름 - 필름은 제 2 요소의 적어도 하나의 구성에서 제 1 요소 상의 제 1 고정점과 제 2 요소 상의 제 2 고정점 사이에서 신장되고, 필름에서의 장력은 구성에 대한 조인트의 이동 동안 2 개의 고정점 사이의 거리의 변화에 따라 변함 - .

필름이 존재하면 조인트를 외부에서 분리할 수 있다. 따라서 더 간단하게 설계할 수 있다. 구체적으로, 필름의 탄성은 조인트를 보호하는 강성 기계 부품에 필요한 복잡한 일련의 치수를 회피할 수 있게 한다. 필름의 사용은 특히 조인트를 둘러싸는 다양한 이동 부분들 사이에 기능적 클리어런스의 존재를 피할 수 있게 한다. 필름의 사용은 또한 종종 더 무거운 강성의 쉘의 사용에 비해 로봇의 무게를 줄일 수 있다.

필름의 장력은 유리하게는 2 개의 고정점 사이의 거리 변화에 실질적으로 비례한다.

유리하게는, 로봇은 2 개의 요소 중 제 1 요소를 둘러싸고 자유 피벗 링크를 통해 제 1 요소에 연결되는 칼라를 포함하고, 여기서 필름은 칼라를 통해 제 1 요소에 고정된다.

조인트는 제 1 축을 중심으로 회전 가능하고, 바람직하게는, 칼라를 제 1 요소에 연결하는 피봇 링크의 회전축은 제 1 축과 일치한다.

바람직하게는, 제 1 축 주위의 조인트의 각도 변위의 범위는 제 1 축 주위의 피봇 링크의 각도 변위의 범위보다 크다. 조인트는 제 1 축에 대해 그리고 제 1 축에 수직인 제 2 축에 대해 회전 가능할 수 있고, 제 1 축에 대한 조인트의 각도 변위는 제 2 축에 대한 조인트의 각도 변위보다 더 크다. 고정점 사이에서 필름이 차지하는 제 1 축 주위의 각도 섹터는 고정점 사이에서 필름이 차지하는 제 2 축 주위의 각도 섹터보다 유리하게는 더 크다.

필름은 조인트의 각도 변위의 범위의 적어도 일부에 걸쳐 조인트의 어느 한 측면에 장력을 유지하도록 유리하게 예압된다.

필름은 유리하게는 패브릭이며, 이는 폴리에테르-폴리우레아 공중합체에 기초한 섬유를 포함할 수 있다.

패브릭은 유리하게 통기성이다.

필름은 유리하게는 전기 절연 재료 및/또는 전기 전도성 재료를 포함한다.

로봇은 휴머노이드 로봇일 수 있고, 몸통과 골반을 포함하며, 조인트는 몸통과 골반을 연결한다.

본 발명은 더 잘 이해될 것이며, 추가의 이점은 예로서 주어진 실시예의 상세한 설명을 읽음으로써 명백해질 것이며, 그 설명은 첨부 도면에 의해 예시된다 :
도 1a 및 도 1b는 본 발명이 구현될 수 있는 로봇의 2 가지 예를 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 수직 구성으로 도 1b에서 로봇의 몸통과 골반을 도시한다.
도 3a, 도 3b, 도 4a, 도 4b, 도 5a, 도 5b, 도 6a, 도 6b, 도 7a 및 도 7b는 몸통이 기울어지는 여러 구성에서의 몸통과 골반을 도시한 도면이다.
도 2a, 도 3a, 도 4a, 도 5a, 도 6a 및 도 7a는 정면도이고, 도 2b, 도 3b, 도 4b, 도 5b, 도 6b 및 도 7b는 단면도이다.
명확성을 위해, 동일한 구성 요소는 다양한 도면에서 동일한 참조를 가질 것이다.

본 발명의 상세한 설명은 휴머노이드 로봇과 관련하여 제공된다. 물론, 본 발명은 다른 유형의 로봇, 예를 들어 산업용 로봇에 대해 구현될 수 있다. 본 발명은 조인트가 서로에 대해 이동할 수 있는 로봇의 2 개의 요소를 연결할 때 유용하다.

로봇은 머리, 몸통, 2 개의 팔, 2 개의 손, 2 개의 다리 또는 2 개의 발과 같은 특정 인간 외형 속성 및 기능을 갖는 경우 휴머노이드라고 지칭될 수 있다. 몸통의 상단만이 있는 일부 로봇도 또한 휴머노이드 특성을 가진 것으로 간주될 수 있다. 휴머노이드 로봇은 바퀴가 달린 플랫폼에서 걷거나 이동할 수 있으며 팔다리 또는 머리로 제스처를 만들 수 있다. 그들이 할 수 있는 제스처의 복잡성은 끊임없이 증가하고 있다. 로봇과 환경이 상호 작용하려면 만들어진 제스처의 세이프가드가 필요하다. 로봇 자체를 보호하고 로봇에 접근하는 사람들을 보호하려면 세이프가드가 필요하다.

도 1a와 도 1b는 본 출원인이 개발한 휴머노이드 로봇의 2 개의 가지 예를 보여준다: 소프트뱅크 로보틱스 유럽(Softbank Robotics Europe). 도 1a에 도시된 휴머노이드 로봇(10)은 머리(1), 몸통(2), 2 개의 팔(3), 2 개의 손(4), 2 개의 다리(5) 및 2 개의 발(6)을 포함한다. 도 1b에 도시된 휴머노이드 로봇(15)은 머리(1), 몸통(2), 2 개의 팔(3), 2 개의 손(4) 및 스커트(7)를 포함한다. 이들 2 개의 로봇은 인간 형태 및 그의 이동을 재현하기 위해 로봇의 다른 팔다리의 상대적인 이동을 허용하는 복수의 조인트를 포함한다. 다른 조인트들은 동력화될 수 있다. 로봇(10 및 15)은 예를 들어 몸통(2)과 각각의 팔(3) 사이의 조인트(11)를 포함한다. 로봇의 어깨를 형성하는 조인트(11)는 인간 어깨의 가능한 이동 방식으로 몸통(2)에 대해 팔(3)을 이동할 수 있게 하기 위해 2 개의 회전축을 중심으로 동력화된다.

휴머노이드 로봇(10)은 또한 로봇의 다리를 이동시키고 걷는 동작을 재현하기 위한 복수의 조인트를 포함하는데, 몸통과 각 허벅지 사이의 특히 엉덩이, 허벅지와 생크 사이의 무릎, 및 생크와 발 사이의 발목과 유사한 조인트를 포함한다. 하나 이상의 회전 자유도로 팔다리 중 하나를 이동시키는 여러 형태의 전동 조인트가 사용된다.

휴머노이드 로봇(15)은 다른 아키텍처를 갖는다. 안정성을 개선하고 로봇의 무게 중심을 낮추기 위해, 로봇은 다리를 갖지 않고 로봇을 이동할 수 있는 삼각대(14)를 베이스에 포함하는 스커트(7)를 갖는다. 스커트(7)는 또한 골반(8)과 다리(9) 사이에서 무릎과 유사한 제 1 조인트(12)를 포함한다. 엉덩이와 유사한 제 2 조인트(13)는 몸통(2)과 골반(8)을 연결한다. 조인트(13)는 특히 축(X)에 대해 적어도 하나의 회전 자유도를 가지므로 로봇(15)의 몸통(2)을 전방 또는 후방으로 기울일 수 있다. 축(X)은 로봇(15)의 정면 평면에 위치한 수평 축이다. 조인트(13)는 또한 몸통(2)을 측면으로 기울여서, 몸통(2)이 로봇(15)의 시상면에 위치한 수평축(Y)을 중심으로 피봇할 수 있게 한다. 수직축(Z)에 대해 3 차 자유도가 있을 수 있다.

본 발명의 구현의 예는 로봇(15)의 몸통(2)과 골반(8)을 연결하는 조인트(13)에 의해 설명된다. 조인트(13)의 자유도는 조인트(13)의 자유도가 있는 만큼 많은 모터에 의해 보장될 수 있다. 모터(들)는 조인트(13) 자체 내에 또는 몸통(2) 또는 골반(8)에서 이로부터 멀리 이격될 수 있다. 로봇(10 및 15)의 추가 조인트가 또한 본 발명에 의해 구현될 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 수직 구성의 로봇(15)의 몸통(2) 및 골반(8)을 도시한다. 몸통(2)의 축(Z1)과 골반(8)의 축(Z2)을 정의할 수 있다. 로봇(15)의 외부 형태는 로봇이 수직 구성일 때 로봇의 시상면에 대하여 실질적으로 서로 대칭이다. 이 구성에서, 2 개의 축(Z1 및 Z2)은 시상면에 있다. 또한, 2 개의 축(Z1, Z2)이 정렬되고, 로봇(15)의 몸통(2)은 전방 또는 후방을 향해 기울어지지 않는다. 축(Z1 및 Z2)는 위에서 정의된 축(Z)과 일치한다.

로봇(15)은 조인트(13)를 둘러싸고 몸통(2)과 골반(8)의 2 개의 요소 각각에 고정되는 가요성 및 탄성 필름(20)을 포함한다. 도시된 예에서 각각의 요소(2 및 8)에서, 고정은 해당 요소를 둘러싸는 라인 상에서 실현된다. 요소들 중 하나에 대한 고정은 라인을 따라 연속적으로 또는 불연속적으로, 즉 해당 요소를 둘러싸는 라인 상의 몇몇 별개의 지점에서 수행될 수 있다. 고정점은 유리하게는 선을 따라 균일하게 분포된다. 연속적인 고정은 영구적으로 또는 제거 가능한 방식으로 실현되어 로봇의 유지 보수, 특히 로봇의 청소 또는 잠재적으로 변화하는 구성 요소를 위한 조인트로의 접근을 가능하게 한다. 영구적인 고정은 예를 들어 필름(20)을 요소에 접착 결합 또는 열 접착함으로써 연속적인 방식으로 또는 예를 들어 리벳 또는 스테이플에 의해 불연속적인 방식으로 실현될 수 있다. 탈착식 고정은 또한 예를 들어 요소를 둘러싸는 선을 따라 클립 고정된 기계적 부품들 사이를 핀칭함으로써, 지퍼에 의해, 일반적으로 "벨크로(Velcro)"로 알려진 텍스타일 후크 및 루프 패스너에 의해 연속적인 방식으로 실현될 수 있다. 제거 가능한 고정은 또한 예를 들어 해당 요소를 둘러싸는 선을 따라 규칙적으로 분포된 나사, 클립, 버튼에 의해 불연속적인 방식으로 실현될 수 있다. 고정점의 개수는 각 고정점에서 집중되는 장력의 영향으로 필름이 인열되는 것을 피하기 위해 필름(20)의 기계적 강도에 따라 정의될 수 있다. 임의의 다른 영구적 또는 제거 가능한 고정 수단이 본 발명의 범위 내에서 사용될 수 있다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 수직 구성에서, 필름(20)은 그 고정점 사이에서 신장된다. 보다 구체적으로, 필름(20)에 대해 2 개의 고정점(16 및 17)을 선택함으로써, 점(16)은 몸통(2) 상에 있고, 점(17)은 골반(8) 상에 있으며, 도 2a 및 2b에 도시된 구성 주위에서, 필름(20)의 장력은 조인트(13)의 이동 동안 2 개의 고정점(16, 17) 사이의 거리(d)의 변화에 따라 변한다. 보다 구체적으로, 적어도 거리(d)가 증가할 때, 필름(20)의 장력, 즉 2 개의 지점(16 및 17) 각각에 필름(20)에 의해 가해지는 힘은 초기에 2 개의 지점(16 및 17) 사이의 필름(20)의 신장에 비례하여 증가한다. 비례 계수는 초기에 필름(20)의 재료의 영률인 것으로 간주될 수 있다. 바꾸어 말하면, 필름(20)의 장력은 실질적으로 거리(d)의 변화에 비례한다. 실제로, 필름(20)은 조인트(13) 주위를 통과하므로, 필름(20)은 주로 2 개의 지점(16 및 17) 사이의 방향으로 배향된 인장 응력을 받는다. 필름(20)은 주 응력에 수직으로 배향된 인장 응력에 덜 영향을 받고, 이는 거리(d)의 변화에 대하여 필름(20)의 인장의 비례성을 약간 변경할 수 있다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 수직 구성에서, 필름(20)의 장력은 조인트(13) 주위에서 균형을 이룬다. 필름(20)은 조인트(13)를 둘러싸는 스킨을 형성한다. 필름(20)의 탄성으로 인해, 로봇(15)에 대한 이물질이 조인트(13)에서 몸통(2)과 골반(8) 사이를 통과하려고 시도할 때, 필름(20)은 이 침투에 반대한다. 이물질은 사용자의 손이 될 수 있다. 따라서 필름(20)은 사용자를 보호한다. 마찬가지로 이물질은 조인트에 위험한 물체를 형성할 수 있다. 필름(20)은 조인트(13)로의 이물질의 접근을 늦추고, 조인트는 이 경우 보호된다.

도 3a 및 도 3b는 로봇의 몸통(2)이 오른쪽으로 30 ° 회전하는 구성에서 로봇(15)의 몸통(2) 및 골반(8)을 도시한다. 관례적으로, 회전은 축 Y에 대해 + 30 °를 통해 발생한다. 이 구성에서, 필름(20)은 조인트(13)의한 측면(21)에서 신장되고, 다른 측면(22)에서 이완된다. 도 3a에서, 신장된 측면(21)은 오른쪽에 있고, 이완된 측면(22)은 왼쪽에 있다. 도 2a에서 보이는 거리(d)는 + 30 °를 통한 회전 동안 Δd의 증가를 겪는다. 필름(20)의 기계적 특성은 축(X 및 Y)에 대한 각도 변위 범위 및 2 개의 축(X 및 Y)으로부터 필름의 거리의 함수로서 정의된다. 신장된 측면(21)에서, 필름(20)은 변위 범위의 단부에서 탄성 영역에서 신장을 가져야 한다. 대조적으로, 이완된 측면(22)에서, 필름(20)이 완전히 이완되고 심지어 접힘부(23)를 형성하는 것을 수용할 필요가 있다. 보다 구체적으로, 도 2a 및 도 2b에 도시된 수직 구성에서, 필름(20)은 예를 들어 조인트(13)의 양 측면에서 장력 하에 예압될 수 있다. 즉, 끼워 맞춤되기 전에, 필름(20)은 그 고정점을 분리하는 거리보다 더 짧다. 그것이 설치될 때, 필름(20)은 2 개의 요소 중 제 1 요소에 고정된 다음 2 개의 요소 중 제 2 요소 상의 고정 라인에 도달하도록 탄성 영역에서 변형된다. 몸통(2)이 각도 변위의 제 1 부분에 걸쳐 한쪽으로 피벗될 때, 필름(20)은 조인트(13)의 어느 한 쪽에서 장력 하에 유지된다. 이어서, 몸통(2)이 변위의 이러한 제 1 부분을 넘어 경사질 때, 필름(20)은 완전히 이완되어 접힘부(23)를 형성할 수 있다. 그러나, 접힘부(23)가 과도한 것을 피하는 것이 바람직하다. 접힘 형성의 위험을 완전히 피하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 필름(20)은 전체 범위의 각도 변위에 걸쳐 장력을 유지하도록 예압된다.

필름(20)은 탄성 재료, 예를 들어 고무 또는 실리콘으로 제조될 수 있다. 필름(20)은 균일하게 분포될 수 있는 섬유로 제조될 수 있다. 대안적으로, 필름(20)은 패브릭으로 제조될 수 있다. 제직은 필름(20)의 표면 방향을 따라 상이한 특성을 허용하는 이점을 갖는다. 따라서, 섬유의 방향에 따라 상이한 최대 신장률 및 탄성 모듈을 제공할 수 있다. 엘라스테인은 그의 탄성으로 알려져 있으며, 필름(20)을 형성하는 패브릭에 사용될 수 있다. 엘라스테인은 예를 들어 폴리에테르-폴리우레아 공중합체로 제조된다.

필름(20)은 조인트의 내부 구성 요소로부터 이격되어 유지된다. 따라서 필름(20)은 로봇 외부의 요소에 의해 이들 구성 요소에 대한 접근을 제한한다. 따라서 필름(20)은 환경에 대해 로봇을 보호하고, 기계적, 열적, 전기적 관점으로부터 환경 자체를 보호하는 것을 돕는다. 열적 측면과 관련하여, 필름(20)은 통기성일 수 있고, 공기가 통과할 수 있게 하여, 로봇과 그 환경 사이의 열 교환이 유리하여 보다 쉽게 냉각되도록 한다. 필름(20)은 또한 열 차폐물을 형성하여 조인트를 손상시킬 수 있는 외부 열원에 대해 로봇을 보호할 수 있다. 전기적 측면과 관련하여, 필름(20)은 절연 재료로 만들어질 수 있으며, 로봇과 그 환경 모두를 높은 전위와의 접촉과 관련된 위험으로부터 보호한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 필름(20)은 정전기 또는 전자기 차폐물을 생성하기 위한 층 또는 전도성 섬유를 포함할 수 있다.

몸통(2)이 기울어질 때 접힘의 형성을 제한하기 위해, 로봇(15)은 조인트(13)에 의해 연결된 요소들 중 하나, 예를 들어 골반(8)을 둘러싸는 칼라(24)를 유리하게 포함한다. 칼라(24)는 피봇 링크(25)를 통해 골반(8)에 연결된다. 필름(20)은 칼라(24)를 통해 골반(8)에 고정된다. 즉, 필름(20)은 칼라(24)에 고정된다. 이전과 같이, 필름(20)은 연속적 또는 불연속적인 방식으로 칼라(24)에 고정될 수 있다.

피봇 링크(25)는 자유롭다. 다시 말해서, 피봇 링크(25)는 전동되지 않는다. 축(X)을 중심으로 골반(8)에 대한 몸통(2)의 기울임 동안, 필름(20)은 골반(8)에 대해 칼라(24)를 회전 구동한다. 칼라(24)를 당기는 필름(20)의 신장된 측면에 의해 구동이 이루어진다. 대조적으로, 필름(20)의 이완된 측면은 칼라(24)를 유지하지 않거나 또는 덜 유지한다. 칼라(24)의 회전은 따라서 몸통(2)이 피봇 링크(25)의 축에 평행한 축을 중심으로 기울어질 때 필름(20)의 이완된 측면에서의 접힘의 형성을 제한한다. 유리하게는, 필름(20)이 칼라(24)를 구동할 때 규칙적으로 분포되는 필름(20)에서 장력을 얻기 위해 피봇 링크(25)의 축과 축(X)이 일치한다.

하나의 부분에 대해 도 4a 및 도 4b, 다른 부분에 대해 도 5a 및 도 5b는 칼라(24)가 필름(20)에 의해 구동되는 몸통(2)의 2 개의 경사 구성을 도시한다. 도 4a 및 도 4b의 구성에서, 로봇의 몸통(2)은 후방을 향해 10 ° 회전한다. 일반적으로 회전은 축 X에 대해 -10 °를 통해 수행된다. 칼라(24)는 또한 축(X)을 중심으로 10 ° 회전한다. 도 5a 및 도 5b의 구성에서, 로봇(15)의 몸통(2)은 15 °를 통해 전방을 향해 피봇된다. 일반적으로, 회전은 축 X에 대해 + 15 °를 통해 발생한다. 칼라(24)는 또한 축(X)을 중심으로 + 15 °를 통해 회전한다. 이들 2 개의 구성에서, 칼라(24)가 몸통(2)과 동일한 각도로 기울기 때문에, 필름(20)은 도 2a 및 도 2b에 도시된 수직 구성에서 갖는 형상을 유지한다. 보다 일반적으로, 필름(20)의 이러한 유지된 형상은 축(X)에 대해 몸통(2)의 -10 ° 내지 + 15 °의 전체 틸팅에 대해 동일하게 유지된다.

축(X) 주위의 몸통(2)의 최대 각 변위는 칼라(24)의 최대 변위보다 크다. 칼라(24)의 각도 변위는 도시된 예에서 축(X)을 중심으로 -10 ° 및 + 15 °로 제한된다. 대조적으로, 몸통(2)은 축(X)을 중심으로 + 15 ° 이상 전방을 향해 경사질 수 있다. 칼라(24)는 의무적이지 않다. 그러나, 필름(20)에 접힘이 형성되기 전에 몸통(2)의 각도 변위를 증가시키는 이점이 있다. 도 6a 및 도 6b는 로봇의 몸통(2)이 전방을 향해 30 ° 회전하는 구성에서 로봇(15)의 몸통(2) 및 골반(8)을 도시한다. 칼라(24)는 맞닿아 있고, 축(X)을 중심으로 + 15 °를 통해서만 피봇된다. 피봇 칼라(24)의 존재는 필름(20)이 이완된 측면에서의 접힘 발생을 제한하는 형태를 유지하면서 골반(8)에 대한 몸통(2)의 큰 각도 변위를 허용한다.

물론 2 개의 축(X 및 Y)에 대한 회전을 결합하는 것이 가능하다. 도 7a 및 도 7b는 로봇의 몸통(2)이 축(X)을 중심으로 + 15 °, 축(Y)을 중심으로 + 30 °를 회전하는 구성에서 로봇(15)의 몸통(2) 및 골반(8)을 도시한다. 칼라(24)는 또한 축(X)을 중심으로 + 15 °에 걸쳐 회전한다.

로봇(15)의 다른 배치는 접힘의 형성을 제한하도록 유리하게 구현된다. 이러한 배치는 칼라(24) 대신에 또는 칼라(24)에 추가하여 구현될 수 있다. 보다 구체적으로, 도시된 예에서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 축(Z1 및 Z2)이 정렬되어 있는 수직 구성에서 축(X)에 대한 회전에 대해, 필름(20)은 2 개의 고정점, 몸통(2)에 대한 하나 및 골반(8)에 대한 다른 하나 사이에서 축(X) 주위의 각도 섹터(αX)를 차지한다. 유사하게, 필름(20)은 2 개의 고정점 사이의 축(Y) 주위의 각도 섹터(αY)를 차지한다. 필름(20)이 이완될 때, 각도 섹터(αX)는 더 작아지고, 2 개의 고정점들 사이의 필름(20)의 길이의 감소는 각도 섹터의 크기 감소 또는 그 사인에 비례하여 초기에 변화한다. 필름(20)의 연장에 대해서도 마찬가지이다. 따라서, 나머지 구성에 대한 원하는 각도 회전 범위가 클수록, 그의 휴지 위치에서 필름(20)이 차지하는 각도 섹터는 필름(20)의 길이의 신장 및 실제 길이 사이의 비를 제어하기 위해 더 커야 한다.

도시된 예에서, 축(Z1 및 Z2)이 정렬되는 수직 위치에 대한 각도 변위는 축(X)에 대해 전방을 향하여 더 크다: 축(Y)에 대한 측면보다 0 ° 내지 45 °: 수직 위치의 양 측면에서 15 °. 필름(20)의 길이의 신장 또는 감소를 제어하기 위해, 고정점 사이에서 필름(20)이 차지하는 축(X) 주위의 각도 섹터는 고정점 사이에서 필름(20)이 차지하는 축(Y) 주위의 각도 섹터보다 크다. 휴지 상태에서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 구성에서, 각도 섹터(αY)는 45 °이고, 각도 섹터(αX)는 53 °이다. 이 특성은 필름(20)의 고정점이 위치하는 선의 비스듬한 형상을 한 측면의 몸통(2) 상에 그리고 다른 측면의 칼라(24) 상에 제공한다.

Claims (13)

1. 로봇으로서,
   · 서로에 대해 이동할 수 있는 2 개의 요소(2, 8),
   · 2 개의 요소(2, 8)를 연결하는 자유도가 적어도 하나인 조인트(13),
   · 조인트(13)를 둘러싸고 2 개의 요소 각각에 고정되는 가요성 및 탄성 필름(20) - 상기 필름(20)은 2 개의 요소(2, 8)의 적어도 하나의 구성에서 제 1 요소(2) 상의 제 1 고정점(16)과 제 2 요소(8) 상의 제 2 고정점(17) 사이에서 신장되고, 필름(20)의 장력은 상기 구성에 대한 조인트(13)의 이동 동안 2 개의 고정점(16, 17) 사이의 거리(d)의 변화(Δd)에 따라 변함 - ,
   · 2 개의 요소(2, 8) 중 제 1 요소를 둘러싸고, 자유 피벗 링크(25)를 통해 제 1 요소(8)에 연결되는 칼라(24) - 상기 필름(20)은 칼라(24)를 통해 제 1 요소(8)에 고정됨 - 를 포함하고,
   상기 조인트(13)는 제 1 축(X)을 중심으로 그리고 상기 제 1 축(X)에 수직을 이루는 제 2 축(Y)을 중심으로 회전 가능하고, 상기 제 1 축(X)에 대한 조인트(13)의 각도 변위는 제 2 축(Y)에 대한 조인트(13)의 각도 변위보다 크고, 고정점들 사이에서 상기 필름(20)이 차지하는 제 1 축(X) 주위의 각도 섹터는 고정점들 사이에서 상기 필름(20)이 차지하는 제 2 축(Y) 주위의 각도 섹터보다 더 큰, 로봇.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 필름(20)의 장력은 거리(d)의 변화에 실질적으로 비례하는, 로봇.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 조인트(13)는 제 1 축(X)을 중심으로 회전할 수 있고, 상기 칼라(24)를 제 1 요소(8)에 연결하는 피벗 링크(25)의 회전축은 제 1 축(X)과 일치하는, 로봇.
4. 제 3 항에 있어서,
   제 1 축(X)에 대한 조인트(13)의 각도 변위 범위는 제 1 축(X)에 대한 피봇 링크(25)의 각도 변위 범위보다 큰, 로봇.
5. 삭제
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 필름(20)은 조인트(13)의 각도 변위 범위의 적어도 일부에 걸쳐 조인트(13)의 어느 한 측면에 장력을 유지하도록 예압되는, 로봇.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 필름(20)은 패브릭인, 로봇.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 패브릭(20)은 폴리에테르-폴리우레아 공중합체에 기초한 섬유를 포함하는, 로봇.
9. 제 7 항에 있어서,
   패브릭(20)은 통기성인, 로봇.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 필름(20)은 전기 절연 재료를 포함하는, 로봇.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 필름(20)은 전기 전도성 재료를 포함하는, 로봇.
12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 로봇(10, 15)은 휴머노이드 로봇이고, 몸통(2)과 골반(8)을 포함하고, 상기 조인트(13)는 몸통(2)과 골반(8)을 연결하는, 로봇.
13. 삭제

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