KR102474907B1 - 솔레노이드 방식의 브레이크 장치, 이를 구비한 모터 및 브레이크 해제 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 솔레노이드 방식의 브레이크 장치를 구비한 모터에서, 브레이크의 동작 해제를 용이하게 하기 위한 솔레노이드 방식의 브레이크 장치, 이를 구비한 모터 및 브레이크 해제 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 해제 방법은 제어부가 모터의 브레이크 동작 상태에서 구동축과 결합되는 방사상으로 돌출된 복수의 걸림편이 형성된 디스크를 제1 방향으로 회전시키는 단계, 제어부가 걸림편과 브레이크 핀의 충돌을 검출하는 단계, 제어부가 걸림편과 브레이크 핀의 충돌이 검출되면 디스크를 정지시키는 단계, 제어부가 디스크를 일정 거리 만큼 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전시키는 단계, 제어부가 솔레노이드를 통해 브레이크 핀을 해제시켜 브레이크 동작 상태를 해제시키는 단계를 포함한다.

Description

솔레노이드 방식의 브레이크 장치, 이를 구비한 모터 및 브레이크 해제 방법{Solenoid type brake release device, motor having same and break release method}

본 발명은 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 솔레노이드 방식의 브레이크 장치를 구비한 모터에서, 브레이크의 동작 해제를 용이하게 하기 위한 솔레노이드 방식의 브레이크 장치, 이를 구비한 모터 및 브레이크 해제 방법에 관한 것이다.

근래 들어, 산업용 로봇 및 서비스용 로봇 등이 개발되어 여러 분야에서 용도에 맞게 사용되고 있다. 로봇은 단순 작업뿐만 아니라 고도의 작업까지도 정확하면서도 신속하게 수행할 수 있어 사용이 점점 증가하고 있다.

한편, 산업용 로봇의 관절 모듈은 모터와, 모터를 안정적으로 구동하기 위한 토크센서와, 브레이크 장치 등을 구비한다.

여기서 브레이크 장치는 이동하는 물체의 가감속을 제어하거나, 작동 정지시 로봇암의 위치를 유지하기 위해 기계식 브레이크가 필수적으로 사용되고 있다.

이러한 대부분의 브레이크 장치는 마찰 방식의 브레이크 패드를 이용하여 물체에 대한 브레이킹 동작을 수행한다. 즉 브레이킹 동작이 필요한 물체에 브레이크 패드를 기계적으로 접촉시키고, 이때 발생하는 마찰력을 이용하여 물체에 대한 브레이킹 동작을 수행한다.

그런데 마찰 방식의 브레이크 장치는 브레이킹을 수행하는 과정에서 미끄러지는 슬립 현상이 발생하기 때문에 비교적 정확하게 정지력 조절이 필요한 부분, 예컨대 로봇의 관절 등에 사용하기에는 한계가 있다. 이로 인해 기존의 마찰 방식의 브레이크 장치로는 비교적 정확하게 정지력 조절이 필요한 상황에서 사용할 수 없는 문제점이 있다.

한편 한국공개특허 제2015-0111253호에는 상술한 마찰 방식의 브레이크 장치의 문제점을 극복할 수 있는 "로봇 관절 모듈용 브레이크 장치" 에 관하여 개시하고 있다.

개시된 로봇 관절 모듈용 브레이크 장치는 일정 크기 이하로 소형화된 로봇의 관절 모듈 내부에서 감속기 및 엔코더와 함께 모터의 구동축에 축결합되는 것으로, 구동축의 회전을 정지 또는 재구동시키는 로봇 관절용 브레이크 장치에 있어서, 구동축에 축결합하며, 방사상으로 돌출된 복수개의 걸림편이 형성된 플레이트, 플레이트와 일정 간격을 두고 로봇의 관절 내부에 고정되는 고정체, 고정체 내부에 매립되며, 정방향 또는 역방향 전류를 인가함에 따라 어느 적어도 어느 한 방향의 자속을 배가 또는 감쇄시키는 래치타입 솔레노이드 및 적어도 일부분이 플레이트 방향으로 돌출되도록 고정체 내부에 수용되며, 래치타입 솔레노이드의 자속 변화에 의해 이동하여 플레이트의 걸림편을 걸림 또는 걸림해제시키는 걸림돌기를 포함하는 내용을 개시하고 있다.

개시된 로봇 관절 모듈용 브레이크 장치는 솔레노이드 방식을 체용하여 로봇 관절 내에서 차지하는 부피 및 무게를 최소화할 수 있고, 제조 단가를 낮출 수 있다.

그러나 이와 같은 솔레노이드 방식의 브레이크는 브레이크가 작동하는 과정에서 걸림돌기가 걸림편에 걸림 결합되게 되는데, 다시 브레이크를 해제하는 과정에서 로봇의 자중에 의해 걸림돌기가 걸림편에서 빠지지 않는 문제점이 발생될 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 솔레노이드 방식의 브레이크 장치를 구비한 모터에서, 로봇의 자중에 영향을 받지 않고, 브레이크의 동작 해제를 용이하게 하기 위한 솔레노이드 방식의 브레이크 장치, 이를 구비한 모터 및 브레이크 해제 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 해제 방법은 제어부가 모터의 브레이크 동작 상태에서 상기 구동축과 결합되는 방사상으로 돌출된 복수의 걸림편이 형성된 디스크를 제1 방향으로 회전시키는 단계, 상기 제어부가 상기 걸림편과 브레이크 핀의 충돌을 검출하는 단계, 상기 제어부가 상기 디스크와 상기 브레이크 핀의 충돌이 검출되면 상기 디스크를 정지시키는 단계, 상기 제어부가 상기 디스크를 일정 거리 만큼 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전시키는 단계, 상기 제어부가 솔레노이드를 통해 상기 브레이크 핀을 해제시켜 브레이크 동작 상태를 해제시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 해제 방법에 있어서, 상기 제1 방향으로 회전시키는 단계에서, 상기 제어부는 인접한 상기 디스크 사이에서 상기 브레이크 핀의 최대 이동 거리 만큼 상기 디스크를 제1 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 해제 방법에 있어서, 상기 충돌을 검출하는 단계에서, 상기 제어부는 하이-패스 필터(high-pass filter)를 통해 상기 걸림편과 상기 브레이크 핀의 충돌에 따른 속도 오차를 이용하여 충돌을 검출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 해제 방법에 있어서, 상기 제2 방향으로 회전시키는 단계에서, 상기 제어부는 상기 브레이크 핀의 최대 이동 거리보다 짧은 거리로 상기 디스크를 제2 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 장치는 모터의 구동축에 결합되며, 방사상으로 돌출된 복수의 걸림편이 형성된 디스크, 상기 디스크와 수직하게 형성되어 상기 복수의 걸림편 중 하나와 걸림 또는 걸림 해제되는 브레이크 핀, 상기 브레이크 핀을 상기 디스크 방향으로 이동시키거나 해제시키는 솔레노이드, 상기 솔레노이드를 통해 상기 브레이크 핀을 이동시켜 브레이크를 동작시키고, 브레이크 동작 상태에서 상기 디스크를 제1 방향으로 회전시키고, 상기 걸림편과 상기 브레이크 핀의 충돌을 검출하며, 상기 디스크와 상기 브레이크 핀의 충돌이 검출되면 상기 디스크를 정지시키고, 상기 디스크를 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 일정 거리만큼 회전시킨 후 상기 솔레노이드를 통해 상기 브레이크 핀을 해제시켜 브레이크 동작 상태를 해제시키는 제어부를 포함한다.

본 발명에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 장치에 있어서, 상기 제어부는 인접한 상기 디스크 사이에서 상기 브레이크 핀의 최대 이동 거리 만큼 상기 디스크를 제1 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 장치에 있어서, 상기 걸림편과 상기 브레이크 핀의 충돌에 따른 속도 오차를 검출하는 하이-패스 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 장치에 있어서, 상기 제어부는 하이-패스 필터(high-pass filter)를 통해 상기 걸림편과 상기 브레이크 핀의 충돌에 따른 속도 오차를 이용하여 충돌을 검출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 브레이크 핀의 최대 이동 거리의 반 만큼 상기 디스크를 제2 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 장치를 구비한 모터는 지면과 수평한 구동축을 구비하는 모터, 상기 모터의 상기 구동축에 결합되며, 방사상으로 돌출된 복수의 걸림편이 형성된 디스크, 상기 디스크와 수직하게 형성되어 상기 복수의 걸림편 중 하나와 걸림 또는 걸림 해제되는 브레이크 핀, 상기 브레이크 핀을 상기 디스크 방향으로 이동시키거나 해제시키는 솔레노이드, 상기 솔레노이드를 통해 상기 브레이크 핀을 이동시켜 브레이크를 동작시키고, 브레이크 동작 상태에서 상기 디스크를 제1 방향으로 회전시키고, 상기 디스크와 상기 브레이크 핀의 충돌을 검출하며, 상기 디스크와 상기 브레이크 핀의 충돌이 검출되면 상기 디스크를 정지시키고, 상기 디스크를 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 일정 거리만큼 회전시킨 후 상기 솔레노이드를 통해 상기 브레이크 핀을 해제시켜 브레이크 동작 상태를 해제시키는 제어부를 구비하는 브레이크 장치를 포함한다.

본 발명에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 장치를 구비한 모터에 있어서, 상기 모터는 로봇의 관절을 구동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 장치는 디스크를 제1 방향으로 회전시켜 걸림편과 브레이크 핀의 충돌을 검출하고, 충돌이 검출되면 디스크를 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 일정 거리 만큼 회전시킨 후 브레이크 핀을 해제시킴으로써, 로봇의 자중에 영향을 받지 않고 브레이크의 동작 해제를 용이하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 장치를 구비한 모터를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 장치의 브레이크 해제 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 장치의 브레이크 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 장치의 브레이크 해제 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 해제 방법을 나타낸 순서도이다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 장치를 구비한 모터를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 장치의 브레이크 해제 상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 장치의 브레이크 동작 상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 장치의 브레이크 해제 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 장치를 구비한 모터(300)는 모터(100) 및 브레이크 장치(200)를 포함한다.

한편 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 장치를 구비한 모터(300)는 로봇의 관절, 산업용 기기 등 모터가 필요한 다양한 분야에 적용될 수 있으나, 하기의 설명에서는 로봇의 관절을 구동하기 위한 것으로 설명하도록 한다.

브레이크 장치(200)는 디스크(10), 브레이크 핀(20), 솔레노이드(30) 및 제어부(미도시)를 포함한다.

디스크(10)는 모터(100)의 구동축(110)에 축결합되어 구동축(110)이 회전하는 방향을 따라 회전한다. 여기서 디스크(10)는 C형 스냅릭(40)에 의해 구동축(110)에 체결될 수 있다.

이러한 디스크(10)는 구동축(110)을 중심으로 방사상으로 돌출된 복수의 걸림편(11)이 형성된다. 여기서 복수의 걸림편(11)은 후술할 브레이크 핀(20)과 함께 구동축(110)의 회전을 멈추게 하는 브레이크 동작을 수행한다. 즉 디스크(10)는 모터(100)의 구동축(110)과 함께 회전하고, 브레이크 핀(20)이 복수의 걸림편(11) 중 하나에 걸림 결합됨으로써 회전이 정지되고, 고정된 구동축(110) 또한 브레이크 상태로 돌입한다. 예컨데 걸림편(11)의 단부는 화살표 형상으로 형성될 수 있으며, 브레이크 핀(20)이 걸림편(11)에 걸림시 걸림편(11)의 단부의 경사진 모서리 부분이 브레이크 핀(20)과 맞닿아 브레이크 동작을 수행할 수 있다.

브레이크 핀(20)은 디스크(10)와 수직하게 배치되어, 디스크(10)의 복수의 걸림편 중 하나와 걸림 또는 걸림 해제된다. 바람직하게 브레이크 핀(20)은 디스크(10)의 외측부, 즉 걸림편(11)의 단부와 맞닿도록 배치될 수 있다. 여기서 브레이크 핀(20)은 압축 스프링(31)에 의해 걸림편(11)과 맞물려 브레이크를 동작시키거나, 솔레노이드(30)가 동작하면서 디스크(10)와 이격되어 브레이크를 해제시킬 수 있다.

솔레노이드(30)는 제어부의 제어에 의해 모터(100)의 구동 및 제동 동작과 연동하여 작동하게 된다. 이러한 솔레노이드(30)는 정방향 또는 역방향 전류를 인가함에 따라 적어도 어느 한 방향의 자속을 배가 또는 감쇄시킨다. 즉 솔레노이드(30)는 내부에 구비되는 영구자석과 코일의 배치에 따라 어느 한 방향으로 형성되는 자속을 배가시키거나 다른 한 방향으로 형성되는 자석은 감쇄시켜 브레이크 핀(20)을 이동시킨다. 이러한 솔레노이드(30)는 모터(100)가 구동되거나 제동될 때 한번의 전류 인가만으로 자속의 변화가 유지되기 때문에 지속적인 전류 인가가 필요치 않아 전원 공급이 제한적인 시스템에도 적용 가능하다.

제어부는 모터(100)를 동작시키고, 브레이크 장치(200)를 제어하여 브레이크 장치(200)가 브레이크 해제 상태 및 브레이크 동작 상태로 구동하도록 제어할 수 있다.

한편 브레이크 해제 상태는 도 2에 도시된 바와 같이, 제어부가 솔레노이드(30)를 동작시켜 디스크(10)와 수직하게 배치된 브레이크 핀(20)의 디스크(10)와 이격된 상태를 의미한다. 여기서 디스크(10)는 브레이크 핀(20)과 접촉하지 않기 때문에 모터(100)의 구동축(110)과 함께 회전할 수 있다.

또한 브레이크 동작 상태는 도 3에 도시된 바와 같이, 제어부가 솔레노이드(30)의 동작을 해제시켜 디스크(10)와 수직하게 배치된 브레이크 핀(20)이 스프링(31)에 의해 디스크(10) 방향으로 돌출된 상태를 의미한다. 즉 디스크(10)가 모터(100)의 구동축(110)과 함께 회전하고 있는 상태에서 브레이크 핀(20)이 디스크(10) 방향으로 돌출되게 되면, 디스크(10)의 걸림편(11)과 브레이크 핀(20)이 맞닿음으로써 디스크(10)의 회전이 멈추게 되고, 디스크(10)와 함께 회전하고 있는 구동축(110) 또한 정지하게 된다.

여기서 브레이크 동작 상태에서 브레이크 해제 상태로 다시 전환하기 위해서 제어부는 솔레노이드(30)를 동작시켜 브레이크 핀(20)을 다시 디스크(10)와 이격되도록 제어하여야 한다. 그러나 로봇이 지면과 수평하게 제어될 경우에는 문제가 없으나, 지면과 수평하게 제어될 경우에는 디스크(10)의 걸림편(11)이 맞닿아 있는 상태에서 추가적으로 로봇의 자중에 의한 부하 토크가 적용된다. 이에 따라 솔레노이드(30)의 추력 만으로는 걸림편(11)과 맞닿아 있는 브레이크 핀(20)의 해제가 힘들다. 따라서 제어부는 다음과 같은 동작을 수행한다.

제어부는 브레이크 동작 상태에서 브레이크 해제 상태로 전환하기 위하여, 브레이크 동작 상태에서 구동축(110)과 결합되는 방사상으로 돌출된 복수의 걸림편(11)이 형성된 디스크(10)를 제1 방향으로 회전시킨다.

그리고 제어부는 디스크(10)의 걸림편(11)과 브레이크 핀(20)의 충돌을 검출한다. 여기서 제어부는 인접한 디스크(10)의 걸림편(11) 사이에서 브레이크 핀(20)의 최대 이동 거리(D_max) 만큼 디스크(10)를 제1 방향으로 회전시킬 수 있다. 여기서 제1 방향은 로봇 자중에 의한 부하 토크 방향과 반대 방향이 될 수 있다. 즉 제어부는 디스크(10)를 인위적으로 제1 방향으로 회전시킨다.

또한 제어부는 디스크(10)의 걸림편(11)과 브레이크 핀(20)의 충돌을 검출한다. 여기서 도 4에 도시된 바와 같이, 로봇 자중에 의한 부하 토크 방향과 제1 방향이 동일할 경우, 브레이크 핀(20)과 걸림편(11)이 접촉해 있는 상태이기 때문에 충돌 검출이 이루어 지지 않는다. 반대로 도 5에 도시된 바와 같이, 로봇 자중에 의한 부하 토크 방향과 제1 방향이 반대 방향일 경우, 디스크(10)가 인접한 걸리편(11) 사이에서 최대 이동 거리만큼 회전하기 때문에 회전하는 과정에서 걸림편(11)과 브레이크 핀(20)은 서로 충돌 하게 된다.

여기서 제어부는 디스크(10)의 걸림편(11)과 브레이크 핀의 충돌이 검출되면, 디스크(10)를 정지시킨다. 바람직하게 제어부는 충돌이 검출되는 순간 디스크(10)를 감속시킨 후 정지시킨다.

또한 제어부는 디스크(10)를 정지시킨 후에 디스크(10)를 일정 거리 만큼 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전시킨다. 여기서 제어부는 브레이크 핀(20)의 최대 이동 거리보다 짧은 거리로 디스크(10)를 제2 방향으로 이동시킬 수 있다. 바람직하게 제어부는 브레이크 핀(20)의 최대 이동 거리의 반 만큼 디스크(10)를 제2 방향으로 이동시킬 수 있다. 즉 제어부는 걸림편(11)과 브레이크 핀(20)이 맞닿아 있는 상태에서 로봇의 자중이 적용되지 않도록 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 최대 이동 거리의 반 만큼 디스크(10)를 회전시키게 된다.

그리고 제어부는 걸림편(11)과 브레이크 핀(20)이 서로 맞닿아 있지 않은 상태에서 솔레노이드(30)를 제어하여 브레이크 핀(20)을 해제시킴으로써, 로봇의 자중을 받지 않는 상태에서 용이하게 솔레노이드(30)의 추력만으로 브레이크 해제 상태로 전환할 수 있다.

한편 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 장치(200)는 걸림편(11)과 브레이크 핀(20)의 충돌에 따른 속도 오차를 검출하는 하이-패스 필터를 더 포함할 수 있다.

한편 로봇 자체의 중량과 모터 성능의 한계로 인해서 로봇은 주로 저주파 영역에서 동작하므로, 로봇의 정상 동작 중에 나타나는 속도 오차 역시 저주파수 영역에서 나타난다. 그러나 충돌에 의한 속도 오차는 급격하게 변동하므로 고주파수 성분을 포함하게 된다.

따라서 하이-패스 필터는 고주파수 영역을 감지하여 충돌에 의한 속도 오차만을 효과적으로 감지할 수 있다. 그러나 느린 충돌이나 정적 충돌에는 이러한 하이-패스 필터로 대처할 수 없다.

이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 장치(100)는 복수의 걸림편(11)이 형성된 디스크(10)를 제1 방향으로 인위적으로 회전시키기 때문에 하이-패스 필터를 통해 걸림편(11)과 브레이크 핀(20)의 충돌을 정확히 검출할 수 있다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 해제 방법에 대하여 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 해제 방법을 나타낸 순서도이다.

도 6을 참조하면, 먼저 S10 단계에서 제어부는 브레이크 동작 상태에서 브레이크 해제 상태로 전환하기 위하여, 브레이크 동작 상태에서 디스크를 제1 방향으로 회전시킨다. 여기서 제어부는 인접한 디스크의 인접한 걸림편 사이에서 브레이크 핀의 최대 이동 거리 만큼 디스크를 제1 방향으로 회전시킬 수 있다.

다음으로 S20 단계에서 제어부는 디스크의 걸림편과 브레이크 핀의 충돌을 검출한다.

다음으로 S30 단계에서 제어부는 걸림편과 브레이크 핀의 충돌이 검출되면, S40 단계에서 디스크를 정지시킨다.

S30 단계에서 제어부는 걸림편과 브레이크 핀의 충돌이 검출되지 않으면 S50 단계를 바로 수행한다.

다음으로 S50 단계에서 제어부는 제어부는 브레이크 핀의 최대 이동 거리의 반 만큼 디스크를 제2 방향으로 이동시킬 수 있다. 즉 제어부는 걸림편과 브레이크 핀이 맞닿아 있는 상태에서 로봇의 자중이 적용되지 않도록 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 최대 이동 거리의 반 만큼 디스크를 회전시키게 된다.

그리고 S60 단계에서 제어부는 걸림편과 브레이크 핀이 서로 맞닿아 있지 않은 상태에서 솔레노이드를 제어하여 브레이크 핀을 해제시킴으로써, 로봇의 자중을 받지 않는 상태에서 용이하게 솔레노이드의 추력만으로 브레이크 해제 상태로 전환할 수 있다.

이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 방식의 브레이크 해제 방법은 디스크를 제1 방향으로 회전시켜 걸림편과 브레이크 핀의 충돌을 검출하고, 충돌이 검출되면 디스크를 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 일정 거리 만큼 회전시킨 후 브레이크 핀을 해제시킴으로써, 로봇의 자중에 영향을 받지 않고 브레이크의 동작 해제를 용이하게 할 수 있다.

한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

10 : 디스크 11 : 걸림편
20 : 브레이크 핀 30 : 솔레노이드
31 : 스프링 100 : 모터
110 : 구동축 200 : 브레이크 장치

Claims (11)

1. 제어부가 모터의 구동축의 회전이 정지된 브레이크 동작 상태에서 상기 구동축과 결합되는 방사상으로 돌출된 복수의 걸림편이 형성된 디스크를 제1 방향으로 회전시키는 단계;
   상기 제어부가 상기 걸림편과 브레이크 핀의 충돌을 검출하는 단계;
   상기 제어부가 상기 걸림편과 상기 브레이크 핀의 충돌이 검출되면 상기 디스크를 정지시키는 단계;
   상기 제어부가 상기 디스크를 일정 거리 만큼 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전시키는 단계;
   상기 제어부가 솔레노이드를 통해 상기 브레이크 핀을 해제시켜 브레이크 동작 상태를 해제시키는 단계;를 포함하고,
   상기 제1 방향으로 회전시키는 단계에서, 상기 제어부는 인접한 상기 걸림편 사이에서 상기 브레이크 핀의 최대 이동 거리 만큼 상기 디스크를 제1 방향으로 회전시키며,
   상기 제2 방향으로 회전시키는 단계에서, 상기 제어부는 상기 브레이크 핀의 최대 이동 거리보다 짧은 거리로 상기 디스크를 제2 방향으로 이동시키고,
   상기 제1 방향은 상기 모터가 장착된 로봇의 자중에 의한 부하 토크 방향과 반대 방향인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 방식의 브레이크 해제 방법.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 충돌을 검출하는 단계에서,
   상기 제어부는 하이-패스 필터(high-pass filter)를 통해 상기 걸림편과 상기 브레이크 핀의 충돌에 따른 속도 오차를 이용하여 충돌을 검출하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 방식의 브레이크 해제 방법.
   
4. 삭제
5. 모터의 구동축에 결합되며, 방사상으로 돌출된 복수의 걸림편이 형성된 디스크;
   상기 디스크와 수직하게 배치되어 상기 복수의 걸림편 중 하나와 걸림 또는 걸림 해제되는 브레이크 핀;
   상기 브레이크 핀을 상기 디스크 방향으로 이동시키거나 해제시키는 솔레노이드;
   상기 솔레노이드를 통해 상기 브레이크 핀을 이동시켜 브레이크를 동작시키고, 구동축의 회전이 정지된 브레이크 동작 상태에서 상기 디스크를 제1 방향으로 회전시키고, 상기 걸림편과 상기 브레이크 핀의 충돌을 검출하며, 상기 걸림편과 상기 브레이크 핀의 충돌이 검출되면 상기 디스크를 정지시키고, 상기 디스크를 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 일정 거리만큼 회전시킨 후 상기 솔레노이드를 통해 상기 브레이크 핀을 해제시켜 브레이크 동작 상태를 해제시키는 제어부;를 포함하고,
   상기 제어부는 인접한 상기 걸림편 사이에서 상기 브레이크 핀의 최대 이동 거리 만큼 상기 디스크를 제1 방향으로 회전시키며,
   상기 제어부는 상기 브레이크 핀의 최대 이동 거리 보다 짧은 거리로 상기 디스크를 제2 방향으로 이동시키고,
   상기 제1 방향은 상기 모터가 장착된 로봇의 자중에 의한 부하 토크 방향과 반대 방향인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 방식의 브레이크 장치.
   
6. 삭제
7. 제5항에 있어서,
   상기 걸림편과 상기 브레이크 핀의 충돌에 따른 속도 오차를 검출하는 하이-패스 필터;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 방식의 브레이크 장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 제어부는 하이-패스 필터(high-pass filter)를 통해 상기 걸림편과 상기 브레이크 핀의 충돌에 따른 속도 오차를 이용하여 충돌을 검출하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 방식의 브레이크 장치.
   
9. 삭제
10. 지면과 수평한 구동축을 구비하는 모터;
    상기 모터의 상기 구동축에 결합되며, 방사상으로 돌출된 복수의 걸림편이 형성된 디스크, 상기 디스크와 수직하게 배치되어 상기 복수의 걸림편 중 하나와 걸림 또는 걸림 해제되는 브레이크 핀, 상기 브레이크 핀을 상기 디스크 방향으로 이동시키거나 해제시키는 솔레노이드, 상기 솔레노이드를 통해 상기 브레이크 핀을 이동시켜 브레이크를 동작시키고, 구동축의 회전이 정지된 브레이크 동작 상태에서 상기 디스크를 제1 방향으로 회전시키고, 상기 디스크와 상기 브레이크 핀의 충돌을 검출하며, 상기 걸림편과 상기 브레이크 핀의 충돌이 검출되면 상기 디스크를 정지시키고, 상기 디스크를 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 일정 거리만큼 회전시킨 후 상기 솔레노이드를 통해 상기 브레이크 핀을 해제시켜 브레이크 동작 상태를 해제시키는 제어부를 구비하는 브레이크 장치;를 포함하고,
    상기 제어부는 인접한 상기 걸림편 사이에서 상기 브레이크 핀의 최대 이동 거리 만큼 상기 디스크를 제1 방향으로 회전시키며,
    상기 제어부는 상기 브레이크 핀의 최대 이동 거리 보다 짧은 거리로 상기 디스크를 제2 방향으로 이동시키고,
    상기 제1 방향은 상기 모터가 장착된 로봇의 자중에 의한 부하 토크 방향과 반대 방향인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 방식의 브레이크 장치를 구비한 모터.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 모터는 로봇의 관절을 구동시키는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 방식의 브레이크 장치를 구비한 모터.
    

Images