KR102444977B1

KR102444977B1 - 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지, 그 카트리지를 이용한 줄꼬임 구동기

Info

Publication number: KR102444977B1
Application number: KR1020210064043A
Authority: KR
Inventors: 신동준; 김영진
Original assignee: 중앙대학교 산학협력단
Priority date: 2021-05-18
Filing date: 2021-05-18
Publication date: 2022-09-21
Also published as: WO2022244910A1

Abstract

본 발명은 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 줄 꼬임 구동기에서의 줄 교체시 적용되는 카트리지로서, 일측에 구동모터가 탈부착이 가능하도록 구성되는 샤프트; 상기 샤프트가 관통되는 관통홀을 갖는 고정부; 상기 샤프트와 상기 관통홀 사이에 탈부착 가능하도록 마련되어, 부착시 상기 샤프트 회전을 구속하는 고정단; 일측 끝단은 상기 샤프트 측에 결합되고, 타측 끝단은 후크에 연결되는 줄; 및 후크에 결합된 상기 줄의 길이가 가변되지 않도록 상기 후크와 상기 고정부 사이에 조립가능하도록 구성되는 탈부착 강성모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지에 관한 것이다.

Description

줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지, 그 카트리지를 이용한 줄꼬임 구동기{Twisted String Actuator Mounted String Replacement Cartridge}

본 발명은 줄꼬임 구동기 스트링 교환 카트리지, 그 카트리지를 이용한 줄꼬임 구동기에 관한 것이다.

현재 시중에 판매되고 있는 사람과 협업하는 로봇들(human-robot interaction)은 높은 감속비의 무거운 기계적 감속기가 사용되고 있다. 하지만 인간 친화적인 로봇(human-friendly robot)은 무겁고 마찰이 큰 감속기를 대체할 수 있는 안전한 구동 기술이 필요하다. 그 중에서 줄 꼬임을 기반으로 한 구동기술은 가볍고 저렴한 섬유재질의 줄을 사용하고 유연성(compliance)를 보유해서 원천적으로 안전하다.

이와 같은 특성을 가진 줄 꼬임 기반의 구동기술은 원형 풀리를 사용하는 기존의 로봇 관절들은 줄 꼬임 구동기와 같이 비대칭적인 구동특성을 가지는 구동기술에는 적합하지 않다. 또한 원형 풀리 만을 사용할 경우 작동범위가 감소하고 토크 성능이 균일하지 않기 때문에 추가적인 복잡한 제어가 필요한 문제가 있다.

현재 로봇을 안전하게 구동하는 기술로서 기존의 기어를 대체하는 줄 꼬임 기반의 구동기술(Twisted StringActuation, TSA)이 활발하게 연구되고 있다. 줄 꼬임 기반의 구동기술은 가볍고 저렴한 줄을 사용하고 유연성(compliance)을 보유해서 원천적으로 안전하며, 인간과 로봇이 협업하는 기계장치에 모터보다 안전하게 사용할 수 있는 구동기술로서 많은 연구가 이루어지고 있다.

기존의 줄 꼬임 구동기의 설계 컨셉은 높은 감속비를 얻기 위해 줄의 길이를 늘이거나, 반지름을 줄이는 방법이 보편적이었다. 하지만, 이러한 설계 컨셉은 줄의 길이를 증가시키면 구동기의 부피가 증가하고 반지름을 줄이면 기계적 부하에 대한 허용 하중의 제한적인 설계만 가능하다는 한계점이 있었다.

현재, 웨어러블 로봇, 협업 로봇 등 사람과 빈번하게 상호작용을 하는 로봇에서는 안전하게 구동하는 기술이 필연적이며 활발하게 연구되고 있다. 소프트 구동기의 대표적인 구동기로서 줄 꼬임 구동기는 가볍고 유연한 성질과 높은 force density를 장점으로 널리 연구되고 있다.

그러나 줄 꼬임 구동기(TSA)는 유연한 재질의 줄을 감속기로 사용하여 장시간 사용 시, 기존의 금속 재질의 감속기보다 내구성이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 줄 꼬임 구동기의 특성 상 특정 감속비를 얻기 위해 줄을 미리 꼬아주는 전처리 과정이 필요하고 전처리된 줄을 옮기는 과정에서 줄의 장력을 유지해줘야 줄을 교체했을 때 TSA의 정상적 구동이 가능하게 된다.

대한민국 등록특허 10-1795782 대한민국 공개특허 10-2015-0130273 대한민국 등록특허 10-1843530 대한민국 등록특허 10-1731163

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 내구성이 약한 섬유 재질의 줄의 손쉬운 교체와 교체 후, 바로 구동이 가능하도록 간편성을 확보할 수 있는, 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지, 그 카트리지를 이용한 줄꼬임 구동기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, TSA의 구동 모터와 줄이 연결되어 있는 샤프트 및 조인트 부분 후크를 분리 가능하도록 설계하여 외부에서 전처리 과정을 진행하여 모듈형식으로 분리 및 교체가 가능한, 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지, 그 카트리지를 이용한 줄꼬임 구동기를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 줄을 꼬아주는 전처리 과정 후, 모터와 샤프트를 분리할 때 발생하는 풀림을 막기 위해 라쳇구조의 고정부를 만들고 원하는 전처리 과정이 끝나면 라쳇 고정부로 locking을 하여 줄의 풀림을 방지하고, 줄의 꼬임 시 발생하는 수축력인 장력을 유지하는 여닫음이 가능한 강성체를 통해 줄의 장력을 유지한 채로 모듈의 이동이 가능하고 줄의 교체 후엔 강성체를 제거함으로써 기존의 가벼운 구동기의 장점을 유지하는 것이 가능한, 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지, 그 카트리지를 이용한 줄꼬임 구동기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 일반적인 TSA 줄 교체 시, 줄을 모터 단에 연결하고 꼬아주는 복잡한 전처리 과정을 거쳐야하나 본 발명의 실시예에 따르면, 로봇 등의 어플리케이션에서 직접 전처리 과정을 해줄 필요 없이 외부에서 전처리를 진행하여 TSA 카트리지를 교체하는 형식으로 내구도가 떨어진 줄의 손쉬운 교체가 가능한, 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지, 그 카트리지를 이용한 줄꼬임 구동기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 줄의 장력을 유지하고 전처리가 진행된 채로 탈부착이 자유롭게 가능하게 하여 사용자가 줄의 전처리 과정을 직접 하는 수고를 덜 수 있으며, 줄 교체시마다 사용자가 직접 복잡한 전처리 과정을 해줄 필요없이 간단한 탈부착만으로도 손쉬운 줄의 교체가 가능하며, 카트리지는 전처리 상태로 이동이 가능하고 수납이 가능하여 재고 필요시 빠른 대처 및 교체가 가능하고, 결과적으로 산업 전반에서 가볍고 force density가 높은 줄 꼬임 구동기가 폭넓게 활용될 수 있는 수단이 될 수 있는, 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지, 그 카트리지를 이용한 줄꼬임 구동기를 제공하는데 그 목적이 있다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 제1목적은, 줄 꼬임 구동기에서의 줄 교체시 적용되는 카트리지로서, 일측에 구동모터가 탈부착이 가능하도록 구성되는 샤프트; 상기 샤프트가 관통되는 관통홀을 갖는 고정부; 상기 샤프트와 상기 관통홀 사이에 탈부착 가능하도록 마련되어, 부착시 상기 샤프트 회전을 구속하는 고정단; 일측 끝단은 상기 샤프트 측에 결합되고, 타측 끝단은 후크에 연결되는 줄; 및 후크에 결합된 상기 줄의 길이가 가변되지 않도록 상기 후크와 상기 고정부 사이에 조립가능하도록 구성되는 탈부착 강성모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지로서 달성될 수 있다.

그리고 줄의 전처리시, 상기 샤프트에 구동모터를 결합하고, 상기 고정단을 탈착한 후, 상기 구동모터를 구동하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 전처리 꼬임 완료 후, 상기 고정단을 상기 관통홀과 샤프트 사이에 결합시키고 상기 구동모터를 탈착시키며, 상기 전처리에 의한 줄 꼬임시와 전처리 완료 후, 상기 탈부착 강성모듈에 의해 줄의 꼬임에 의해 발생하는 수축력인 장력이 유지되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 샤프트 외면을 감싸는 고정링과, 베어링을 더 포함하고, 상기 관통홀 내면에는 톱니가 형성되며, 상기 고정단의 외면은 라쳇구조가 형성되어 있어, 상기 고정단을 상기 관통홀과 상기 고정링 사이에 부착하여 상기 샤프트의 회전을 구속하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 탈부착 강성모듈은, 상기 후크를 고정시키는 제1경첩부와, 상기 고정단의 타면에 고정되는 제2경첩부와, 상기 제1경첩부와 상기 제2경첩부 사이에 결합되며 내부 공간에 상기 줄이 위치되도록 구성되는 강성체를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 강성체는 일측의 길이방향에 설치되는 힌지부를 통해 여닫이가 가능하도록 구성되는 여닫이 강성체로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제2목적은 앞서 언급한 제1목적에 따른 카트리지를 적용하여 줄의 교체가 가능한 것을 특징으로 하는 줄 꼬임 구동기로서 달성될 수 있다.

본 발명의 제3목적은 앞서 언급한 제1목적에 따른 카트리지의 줄 전처리 방법에 있어서, 샤프트 일단에 구동모터를 결합하고, 라쳇구조의 고정단을 탈착하는 단계; 상기 구동모터를 구동하여, 줄을 꼬는 전처리 과정을 진행하는 단계; 및 전처리 꼬임 완료 후, 상기 고정단을 상기 관통홀과 샤프트 사이에 결합시키고 상기 구동모터를 탈착시켜 줄 전처리가 완료된 카트리지를 완성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트링 교환 카트리지의 줄 전처리 방법으로서 달성될 수 있다.

그리고 상기 전처리 과정을 진행하는 단계와, 카트리지를 완성하는 단계는, 탈부착 강성모듈에 의해 줄의 꼬임에 의해 발생하는 수축력인 장력이 유지되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제4목적은 스트링 교환 카트리지를 통해 줄 꼬임 구동기의 줄을 교체하는 방법에 있어서, 줄 교체 대상이 되는 줄 꼬임 구동기에 줄이 전처리된 앞서 언급한 제1목적에 따른 카트리지의 후크를 고정시키고, 샤프트에 구동모터를 결합시키는 단계; 및 상기 탈부착 강성모듈을 분리하여 탈착하고, 라쳇구조의 고정단을 탈착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트링 교환 카트리지를 이용한 줄 꼬임 구동기의 줄 교체방법으로서 달성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지, 그 카트리지를 이용한 줄꼬임 구동기에 따르면, 내구성이 약한 섬유 재질의 줄의 손쉬운 교체와 교체 후, 바로 구동이 가능하도록 간편성을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명의 실시예에 따른 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지, 그 카트리지를 이용한 줄꼬임 구동기에 따르면, TSA의 구동 모터와 줄이 연결되어 있는 샤프트 및 조인트 부분 후크를 분리 가능하도록 설계하여 외부에서 전처리 과정을 진행하여 모듈형식으로 분리 및 교체가 가능한 장점이 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지, 그 카트리지를 이용한 줄꼬임 구동기에 따르면, 줄을 꼬아주는 전처리 과정 후, 모터와 샤프트를 분리할 때 발생하는 풀림을 막기 위해 라켓구조의 고정부를 만들고 원하는 전처리 과정이 끝나면 라쳇 고정부로 locking을 하여 줄의 풀림을 방지하고, 줄의 꼬임 시 발생하는 수축력인 장력을 유지하는 여닫음이 가능한 강성체를 통해 줄의 장력을 유지한 채로 모듈의 이동이 가능하고 줄의 교체 후엔 강성체를 제거함으로써 기존의 가벼운 구동기의 장점을 유지하는 것이 가능하다.

또한 일반적인 TSA 줄 교체 시, 줄을 모터 단에 연결하고 꼬아주는 복잡한 전처리 과정을 거쳐야하나 본 발명의 실시예에 따른 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지, 그 카트리지를 이용한 줄꼬임 구동기에 따르면, 로봇 등의 어플리케이션에서 직접 전처리 과정을 해줄 필요 없이 외부에서 전처리를 진행하여 TSA 카트리지를 교체하는 형식으로 내구도가 떨어진 줄의 손쉬운 교체가 가능한 효과를 갖는다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지, 그 카트리지를 이용한 줄꼬임 구동기에 따르면, 줄의 장력을 유지하고 전처리가 진행된 채로 탈부착이 자유롭게 가능하게 하여 사용자가 줄의 전처리 과정을 직접 하는 수고를 덜 수 있으며, 줄 교체시마다 사용자가 직접 복잡한 전처리 과정을 해줄 필요없이 간단한 탈부착만으로도 손쉬운 줄의 교체가 가능하며, 카트리지는 전처리 상태로 이동이 가능하고 수납이 가능하여 재고 필요시 빠른 대처 및 교체가 가능하고, 결과적으로 산업 전반에서 가볍고 force density가 높은 줄 꼬임 구동기가 폭넓게 활용될 수 있는 수단이 될 수 있다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지의 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 TSA의 스트링 교환 카트리지의 사용방법의 흐름도,
도 3은 도 1에서 줄의 전처리를 위해 구동모터가 샤프트에 부착되고, 라쳇 고정단이 탈착된 상태의 사시도,
도 4는 모터를 작동하여 줄에 대한 꼬임 전처리를 진행하는 상태의 사시도,
도 5는 도 4에서 줄 전처리 완료후, 라쳇 고정단을 결합시킨 상태의 사시도,
도 6은 스트링 교환 과정에서, 카트리지에서 후크를 연결하고, 모터가 샤프트에 결합된 상태의 사시도,
도 7은 도 6에서 제1, 제2경첩부, 강성체, 라쳇 고정단을 탈착한 상태의 사시도를 도시한 것이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지의 구성, 기능 및 그 사용방법에 대해 설명하도록 한다

먼저 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 TSA의 스트링 교환 카트리지의 사용방법의 흐름도를 도시한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전체적으로 샤프트(10), 고정부(20), 고정단(30), 줄(1), 탈부착 강성모듈(50) 등을 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다 .

샤프트(10)는 후방에 구동모터(60)가 탈부착이 가능하도록 구성된다. 그리고 샤프트(10)의 일측 외면을 감싸도록 고정링(11)이 결합되어 진다. 그리고 이러한 고정링(11)의 전방측으로 베어링(12)이 설치될 수 있다.

그리고 고정부(20)는 외부에 고정되게 되며, 샤프트(10)가 관통되어 위치될 수 있도록 관통홀(21)이 형성되어 있다. 이러한 관통홀(21)의 내면에는 톱니부(22)가 형성되어 진다.

또한 고정단(30)은 샤프트(10)의 고정링(11)과, 관통홀(21) 사이에 탈부착 가능하도록 마련되어, 부착시 샤프트(10) 회전을 구속하도록 구성된다.

즉, 고정부(20)의 관통홀(21) 내면에는 톱니부(22)가 형성되며, 고정단(30)의 외면은 라쳇구조(31)가 형성되어 있어, 라쳇구조(31)의 고정단(30)을 관통홀(21)과 고정링(11) 사이에 부착하여 관통홀(21)의 톱니부(22)와 라켓구조(31)가 서로 맞물려, 샤프트(10)의 회전이 구속되게 된다.

또한 도 1에 도시된 바와 같이, 줄(1)의 후방 끝단은 샤프트(10) 측에 결합되고, 전방 끝단은 후크(40)에 연결되어짐을 알 수 있다.

그리고 탈부착 강성모듈(50)은 후크(40)에 결합된 줄(1)의 길이가 가변되지 않도록 후크(40)와 고정부(30) 사이에 조립가능하도록 설치되어 진다.

본 발명의 실시예에 따른 탈부착 강성모듈(50)은, 후크(40)를 고정시키며 조립, 탈부착이 가능하도록 마련된 제1경첩부(51)와, 고정부(20)의 타면에 고정되며 조립, 탈부착이 가능하도록 구성되는 제2경첩부(52)를 포함한다.

그리고 이러한 제1경첩부(51)와 제2경첩부(52) 사이에 결합되며 내부 공간에 줄이 위치되도록 구성되는 강성체(53)를 포함하여 구성된다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 강성체(53)는 원통형으로 형성되며, 길이방향에 설치되는 힌지부(54)를 통해 여닫이가 가능하도록 구성되는 여닫이 강성체(53)로 구비될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 스트링 교환 카트리지의 사용방법에 대해 설명하도록 한다.

먼저, 스트링 교환 카트리지(100)에서, 줄 꼬임 전처리를 진행하는 방법에 대해 설명하도록 한다.

줄(1)의 전처리시(S1), 샤프트(10)에 구동모터(60)를 결합하고(S2), 라켓구조(31)의 고정단(30)을 탈착하게 된다(S3). 도 3은 도 1에서 줄(1)의 전처리를 위해 구동모터(60)가 샤프트(10)에 부착되고, 라쳇구조(31)의 고정단(30)이 탈착된 상태의 사시도를 도시한 것이다.

그리고 그 상태에서 구동모터(60)를 구동하게 된다(S4).

라켓구조(31)의 고정단(30)을 탈착하게 됨으로써, 샤프트(10)의 회전 구속은 해제되며, 구동모터(60) 구동에 의해 줄(1)을 꼬는 전처리 과정이 진행되게 된다. 도 4는 모터를 작동하여 줄에 대한 꼬임 전처리를 진행하는 상태의 사시도를 도시한 것이다.

이때, 줄(1)이 꼬여지면서 장력이 증가되는 상태에서도 탈부착 강성모듈(50)에 의해 줄(1)의 길이가 변하지 않고 장력은 유지되게 된다.

그리고 전처리 꼬임 완료 후, 라켓구조(31)의 고정단(30)을 관통홀(21)과 샤프트(10)의 고정링(11) 사이에 결합시켜 샤프트(10)의 회전을 구속한 후(S5), 구동모터(60)를 탈착시키게 된다.

줄(1)의 전처리가 완료된 상태에서, 보관하거나, 교체가 필요한 줄 꼬임 구동기로 이동시키게 된다. 도 5는 도 4에서 줄 전처리 완료후, 라쳇 고정단을 결합시킨 상태의 사시도를 도시한 것이다.

이때, 줄 꼬임의 전처리 완료 후에도, 탈부착 강성모듈(50)에 의해 줄의 꼬임에 의해 발생하는 수축력인 장력과 줄의 길이가 유지되게 된다.

이하에서는 줄 꼬임 전처리된 본 발명의 실시예에 따른 스트링 교환 카트리지를 이용한 줄 꼬임 구동기의 줄 교체 방법에 대해 설명하도록 한다.

먼저, 줄 교체 대상이 되는 줄 꼬임 구동기의 줄을 제거한 후, 줄이 전처리된 본 발명의 실시예에 따른 스트링 교환 카트리지(100)의 후크(40)를 줄 꼬임 구동기 측에 고정시키고, 샤프트(10)에 구동모터(60)를 결합시키게 된다(S7, S8).

도 6은 스트링 교체 과정에서, 카트리지의 후크를 연결하고, 모터가 샤프트에 결합된 상태의 사시도를 도시한 것이다.

그리고 탈부착 강성모듈(50)을 분리하여 탈착하고, 라켓구조(31)의 고정단(30)을 탈착시키게 된다. 도 7은 도 6에서 제1, 제2경첩부, 강성체, 라쳇 고정단을 탈착한 상태의 사시도를 도시한 것이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 탈부착 강성모듈(50)을 구성하고 있는 제1경첩부(51)와, 제2경첩부(52)를 분리, 제거하고, 여닫이 강성체(53)를 열어 제거시키고, 라쳇구조(31)의 고정단(30)을 탈착하게 됨을 알 수 있다.

따라서 앞서 언급한 본 발명의 실시예에 따른 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지에 따르면, 내구성이 약한 섬유 재질의 줄의 손쉬운 교체와 교체 후, 바로 구동이 가능하도록 간편성을 확보할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지, 그 카트리지를 이용한 줄꼬임 구동기에 따르면, TSA의 구동 모터와 줄이 연결되어 있는 샤프트 및 조인트 부분 후크를 분리 가능하도록 설계하여 외부에서 전처리 과정을 진행하여 모듈형식으로 분리 및 교체가 가능하게 된다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

1:줄, 스트링
2:꼬임줄
10:샤프트
11:고정링
12:베어링
20:고정부
21:관통홀
22:톱니부
30:고정단
31:라쳇구조
40:후크
50:탈부착 강성모듈
51:제1경첩부
52:제2경첩부
53:여닫이 강성체
54:힌지부
60:구동모터
100:줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지

Claims

줄 꼬임 구동기에서의 줄 교체시 적용되는 카트리지로서,
일측에 구동모터가 탈부착이 가능하도록 구성되는 샤프트;
상기 샤프트가 관통되는 관통홀을 갖는 고정부;
상기 샤프트와 상기 관통홀 사이에 탈부착 가능하도록 마련되어, 부착시 상기 샤프트 회전을 구속하는 고정단;
일측 끝단은 상기 샤프트 측에 결합되고, 타측 끝단은 후크에 연결되는 줄; 및
후크에 결합된 상기 줄의 길이가 가변되지 않도록 상기 후크와 상기 고정부 사이에 조립가능하도록 구성되는 탈부착 강성모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지.
제 1항에 있어서,
줄의 전처리시,
상기 샤프트에 구동모터를 결합하고, 상기 고정단을 탈착한 후, 상기 구동모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지.
제 2항에 있어서,
상기 전처리 꼬임 완료 후, 상기 고정단을 상기 관통홀과 샤프트 사이에 결합시키고 상기 구동모터를 탈착시키며,
상기 전처리에 의한 줄 꼬임시와 전처리 완료 후, 상기 탈부착 강성모듈에 의해 줄의 꼬임에 의해 발생하는 수축력인 장력이 유지되는 것을 특징으로 하는 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지.
제 3항에 있어서,
상기 샤프트 외면을 감싸는 고정링과, 베어링을 더 포함하고,
상기 관통홀 내면에는 톱니가 형성되며, 상기 고정단의 외면은 라쳇구조가 형성되어 있어, 상기 고정단을 상기 관통홀과 상기 고정링 사이에 부착하여 상기 샤프트의 회전을 구속하는 것을 특징으로 하는 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지.
제 4항에 있어서,
상기 탈부착 강성모듈은,
상기 후크를 고정시키는 제1경첩부와, 상기 고정단의 타면에 고정되는 제2경첩부와, 상기 제1경첩부와 상기 제2경첩부 사이에 결합되며 내부 공간에 상기 줄이 위치되도록 구성되는 강성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지.
제 5항에 있어서,
상기 강성체는 일측의 길이방향에 설치되는 힌지부를 통해 여닫이가 가능하도록 구성되는 여닫이 강성체로 구성되는 것을 특징으로 하는 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 따른 카트리지를 적용하여 줄의 교체가 가능한 것을 특징으로 하는 줄 꼬임 구동기.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
샤프트 일단에 구동모터를 결합하고, 라켓구조의 고정단을 탈착한 후, 구동모터를 구동하여, 줄을 꼬는 전처리 과정을 진행하고, 전처리 꼬임 완료 후, 상기 고정단을 상기 관통홀과 샤프트 사이에 결합시키고 상기 구동모터를 탈착시켜 줄 전처리가 완료된 카트리지를 완성하여 줄을 전처리하는 것을 특징으로 하는 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지.
제 8항에 있어서,
상기 전처리 과정을 진행하는 과정과, 카트리지를 완성하는 과정에서는 탈부착 강성모듈에 의해 줄의 꼬임에 의해 발생하는 수축력인 장력이 유지되는 것을 특징으로 하는 줄꼬임 구동기의 스트링 교환 카트리지.
스트링 교환 카트리지를 통해 줄 꼬임 구동기의 줄을 교체하는 방법에 있어서,
줄 교체 대상이 되는 줄 꼬임 구동기에 줄이 전처리된 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 따른 카트리지의 후크를 고정시키고, 샤프트에 구동모터를 결합시키는 단계; 및
상기 탈부착 강성모듈을 분리하여 탈착하고, 라켓구조의 고정단을 탈착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트링 교환 카트리지를 이용한 줄 꼬임 구동기의 줄 교체방법.