KR102491591B1 - 하모닉 드라이브 일체형 자성 유체 밀봉 장치 - Google Patents

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    • B25J9/102—Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
    • B25J9/1025—Harmonic drives

Abstract

본 발명은 로봇의 움직임을 제어하며 회전축을 기준으로 회전하는 하모닉 드라이브(Harmonic Drive)와, 상기 하모닉 드라이브의 상측 양단에 위치하는 자성 유체 부재와, 상기 하모닉 드라이브와 연결되며, 상기 자성 유체 부재를 둘러싸는 자성 유체 하우징와, 상기 하모닉 드라이브 하부와 결합된 하부 로봇 제1 바디와, 상기 하모닉 드라이브 상부 및 상기 자성 유체 하우징과 결합된 상부 로봇 제1 바디를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

하모닉 드라이브 일체형 자성 유체 밀봉 장치 {HARMORNIC DRIVE ASSEMBLED MAGNETIC FLUID SEAL APPARATUS}
본 발명은 하모닉 드라이브 일체형 자성 유체 밀봉 장치에 관한 것으로, 하모닉 드라이브 양단에 자성 유체 부재가 일체형으로 결합된 자성 유체 밀봉 장치에 관한 것이다.
자성 유체란 초미립의 강자성 미립자를 액체 중에 분산시킨 다음 계 면활성제를 첨가한 유체이다. 자성 유체는 원심력이나 자기장에서도 고액분리가 일어나지 않고 액체 자체로 자성을 갖는 것처럼 거동하는 자성콜로이드를 말한다. 1965년 미국의 아폴로 계획의 일환으로 개발하여 현재는 반도체, LCD, OLED 제조 등에 적용되고 있다.
한국 등록특허공보 제10-1639784(2016.07.08)호는 자성 유체 밀봉장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 회전가능한 샤프트; 상기 샤프트의 외주면에 마련되고 상기 샤프트와 함께 회전하는 슬리브; 상기 샤프트 및 슬리브가 관통하는 하우징; 및 상기 샤프트의 회전은 허용하면서 자성 유체를 이용하여 상기 샤프트와 상기 하우징 사이가 밀봉상태를 유지할 수 있도록 하는 자성 유체 밀봉유닛을 포함하되, 상기 자성 유체 밀봉유닛은, 상기 샤프트에 이격되어 배치되고 자력을 발생시 키는 영구자석과, 상기 영구자석의 주변에 상기 슬리브와 마주보도록 배치되고 상 기 영구자석의 자력을 상기 슬리브 쪽으로 전달하는 폴피스와, 상기 폴피스에 의해 전달되는 자력에 의하여, 상기 슬리브와 상기 폴피스 사이에 마련된 틈새에 유지되는 자성 유체를 포함하고, 상기 폴피스가 상기 슬리브와 마주보는 면적이, 상기 슬리브가 상기 샤프트와 접촉하는 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 자성 유체 밀봉장치에 대한 것이다.
한국 등록특허공보 제10-1564341(2015.10.23)호는 자성 유체 씰링 장치에 관한 것으로, 상기 자성 유체 씰링 장치는 회전 운동 및 직선 운동하는 샤프트의 상기 샤프트가 관통하는 하우징; 상기 샤프트의 외주면의 일부분을 감싸도록 상기 하우징 내에 설치된 슬리브; 상기 슬리브 및 상기 하우징의 사이에 개재되고, 상기 샤프트의 길이 방향으로 자력을 발생시 키는 자력발생부; 상기 하우징 내에 설치되고, 상기 샤프트의 외주면을 감싸도록 상기 샤프트와 결합되고, 제1 베어링부재 및 제2 베어링부재를 포함하는 샤프트 지지부재; 및 상기 자력발생부에 의해 발생된 자력에 의해 상기 슬리브 및 상기 자력발생부의 사이에 유지되어 상기 슬리브 및 상기 자력발생부 사이의 공간을 밀봉시키는 자성 유체를 포함하고, 상기 제1 베어링부재는 상기 샤프트와 결합되어 상기 샤프트가 선형 왕복 운동이 자유롭도록 구성되고, 상기 제2 베어링부재는 상기 제1 베어링부재의 둘레에 설치되어 상기 샤프트가 회전되는 경우 상기 제1 베어링부재 및 상기 샤프트가 함께 자유롭게 회전되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
1. 한국 등록특허공보 제10-1639784(2016.07.08)호 2. 한국 등록특허공보 제10-1564341(2015.10.23)호
본 발명의 일 실시예는 하모닉 드라이브와 결합된 형태의 일체형 자성 유체 부재를 배치함에 따라, 하모닉 드라이브와 분리된 형태의 자성 유체 부재를 별도의 공간에 배치하는 구조에 비해 공간을 활용도를 향상시킬 수 있는 하모닉 드라이브 일체형 자성 유체 밀봉 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는 하모닉 드라이브 및 로봇 바디와 결합된 형태의 일체형 자성 유체 부재 구조로, 자성 유체 부재에 별도의 베어링 구조를 추가하지 않아도 됨에 따라 제조 원가가 감소되고 공간 활용도를 향상시키는 하모닉 드라이브 일체형 자성 유체 밀봉 장치를 제공한다.
실시예들 중에서, 로봇의 움직임을 제어하며 회전축을 기준으로 회전하는 하모닉 드라이브(Harmonic Drive), 상기 하모닉 드라이브의 상측 양단에 위치하는 자성 유체 부재, 상기 하모닉 드라이브와 연결되며, 상기 자성 유체 부재를 둘러싸는 자성 유체 하우징, 상기 하모닉 드라이브 하부와 결합된 하부 로봇 바디, 상기 하모닉 드라이브 상부 및 상기 자성 유체 하우징과 결합된 상부 로봇 바디를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 자성 유체 부재는 자성 유체 및 자석을 포함하며, 상기 하모닉 드라이브 상측을 둘러싸는 원형의 링 형태인 것을 특징으로 한다.
상기 하모닉 드라이브는 상기 회전축에 고정되어 배치된 하부 고정 부재와, 상기 하부 고정 부재 상부에 위치하며, 외부에서 동력을 제공받아 회전하는 상부 회전 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 자성 유체 하우징은 상기 하모닉 드라이브 양단에 위치하며, 상기 자성 유체 부재의 일측 및 하부를 감싸도록 구비된 자성 유체 밀봉 슬리브와, 상기 자성 유체 부재의 타측 및 상부를 감싸는 자성 유체 밀봉 커버를 포함하며, 상기 자성 유체 밀봉 슬리브는 일측에 돌출부가 구비되며 상기 돌출부가 하모닉 드라이브 양단의 홈에 결합된 것을 특징으로 한다.
상기 하부 로봇 바디는 하부 챔버와 연결되어 배치되며, 상기 하부 로봇 바디의 일단은 상기 하모닉 드라이브의 하부 및 상기 자성 유체 밀봉 슬리브와 결합된 것을 특징으로 한다.
상기 상부 로봇 바디는 상부 챔버와 연결되어 배치되며, 상기 상부 로봇 바디의 일단은 상기 하모닉 드라이브의 상부 및 상기 자성 유체 밀봉 커버와 결합된 것을 특징으로 한다.
상기 자성 유체의 너비는 아래의 수학식에 따라 설계되는 것을 특징으로 한다.
[수학식1]
W = (W_magnet/r_drive)*M
상기 W는 자성 유체의 너비, 상기 W_magnet는 자석의 너비, 상기 r_shaft는 하모닉 드라이브 회전수, 상기 M은 자성 유체의 몰질량당 자성나노입자의 비율에 관한 상수에 해당한다.
상기 자성 유체의 깊이는 아래의 수학식에 따라 설계되는 것을 특징으로 한다.
[수학식2]
D = (r_drive/H_magnet)*M
상기 D는 자성 유체의 깊이, 상기 H_magnet는 자석의 높이, 상기 r_drive는 하모닉 드라이브의 회전수, 상기 M은 자성 유체의 몰질량당 자성나노입자의 비율에 관한 상수에 해당한다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다 거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하모닉 드라이브 일체형 자성 유체 밀봉 장치는 하모닉 드라이브와 결합된 형태의 일체형 자성 유체 부재를 배치함에 따라, 하모닉 드라이브와 분리된 형태의 자성 유체 부재를 별도의 공간에 배치하는 구조에 비해 공간을 활용도를 향상시키는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하모닉 드라이브 일체형 자성 유체 밀봉 장치는 하모닉 드라이브 및 로봇 바디와 결합된 형태의 일체형 자성 유체 부재 구조로, 자성 유체 부재에 별도의 베어링 구조를 추가하지 않아도 됨에 따라 장치의 제조 원가를 감소시키고 공간 활용도를 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하모닉 드라이브 일체형의 자성 유체 밀봉 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하모닉 드라이브 일체형 자성 유체 밀봉 장치의 구성 요소들 분리된 모습을 설명하는 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다 거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하모닉 드라이브 일체형의 자성 유체 밀봉 장치를 설명하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하모닉 드라이브 일체형 자성 유체 밀봉 장치의 구성 요소들이 분리된 모습을 설명하는 도면이다.
하모닉 드라이브 일체형 자성 유체 밀봉 장치는 진공 챔버 또는 압력 챔버 등과 같은 공정 챔버 내부에 배치되는 부품들에 회전력을 전달하며 공정 챔버로부터의 진공 누설 또는 압력 누설을 방지하기 위한 밀봉을 제공할 수 있다. 도 1 및 도 2를 참조하여 하모닉 드라이브 일체형 자성 유체 밀봉 장치를 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 하모닉 드라이브 일체형 자성 유체 밀봉 장치(100)는 하모닉 드라이브(115), 자성 유체 부재(130), 자성 유체 부재 하우징(143) 및 다수의 로봇 바디(105, 110, 145, 150)를 포함한다.
먼저, 하모닉 드라이브(115)는 로봇의 움직임을 제어하며 회전축을 중심으로 회전 운동, 왕복 운동 또는 상하 운동으로 모터의 회전을 감속하는 감속기 구조로, 하부 고정 부재(115a)와 상부 회전 부재(115b)를 포함한다.
하부 고정 부재(115a)는 회전축에 고정되며, 상부 회전 부재(115b)는 외부와 연결된 구동 수단으로부터 동력을 제공받아 회전한다. 상부 회전 부재(115b)는 하부 고정 부재(115a) 상부에 위치하며, 하부 고정 부재(115b)보다 작은 폭을 갖는다. 하부 고정 부재(115a) 및 상부 회전 부재(115b)는 다층 구조로 구성될 수도 있으며, 다층 구조인 경우 하모닉 드라이브(115) 양단에는 단차가 형성될 수 있다. 또한, 하모닉 드라이브(115)가 다층 구조인 경우 각각의 부재들은 결합 부재를 통해 연결될 수 있다.
자성 유체 부재(130)는 하모닉 드라이브(115)의 상측 양단에 위치한다. 자성 유체 부재(130)는 그 내부에 자성 유체 및 자석을 포함하며, 하모닉 드라이브(115) 상측을 둘러싸는 원형의 링 형태로 형성된다.
자성 유체는 자석에 의해 밀집되고, 자석의 표면은 돌기가 있는 톱니바퀴의 형태로 구현될 수 있다. 자성 유체는 자석의 표면의 형태에 따라 그 모양이 달라질 수 있다. 자성 유체란 액체 속에 자성 분말을 콜로이드(Colloid) 모양으로 안정, 분산시킨 다음 침전이 나 응집이 생기지 않도록 계면활성제를 첨가한 유체이다. 자성 분말은 0.01~0.02㎛의 초미립자 분 말로 브라운 운동을 하며 자기장, 중력, 원심력이 가해져도 유체속의 자성 입자의 농도는 일정하게 유지된다. 자성 유체를 이용한 밀봉 장치는 정지되어 있는 자석과 회전축 사이에 자력형성을 유도하여 밀봉하는 것이다.
자성 유체의 너비는 아래의 수학식에 따라 설계될 수 있다.
[수학식1]
W = (W_magnet/r_drive) *M
상기 W는 자성 유체의 너비, 상기 W_magnet는 자석의 너비, 상기 r_drive는 하모닉 드라이브의 회전수, 상기 M은 자성 유체의 몰질량당 자성나노입자의 비율에 관한 상수에 해당한다.
자성 유체 부재(130) 내 자성 유체의 깊이는 아래의 수학식에 따라 설계될 수 있다.
[수학식2]
D = (r_drive/H_magnet) *M
상기 D는 자성 유체의 깊이, 상기 H_magnet는 자석의 높이, 상기 r_drive는 하모닉 드라이브의 회전수, 상기 M은 자성 유체의 몰질량당 자성나노입자의 비율에 관한 상수에 해당한다.
자성 유체의 깊이는 자석의 높이에 반비례하고, 하모닉 드라이브의 회전수에 비례할 수 있다. M은 자성 유체의 몰질량당 자성나노입자의 비율에 관한 상수에 해당하고, 자성 유체에 포함되는 자 성물질의 종류에 따라 달라질 수 있다. 일 실시예에서, 자성 유체 부재(130) 내 자성 유체의 부피는 아래의 수학식을 따라 설계될 수 있다.
[수학식3]
V = (r_max - r_min)*W*D*V_magnet
V는 자성 유체의 부피, r_max은 자성 유체의 최대 반지름, r_min은 자 성유체의 최소 반지름, W는 자성 유체의 너비, D은 자성 유체의 깊이 및 V_magnet은 자석의 형태에 따른 변수에 해당한다.
일 실시예에서, 자성 유체의 부피는 자석의 형태에 따라 달라질 수 있으며, 자성 유체의 질량 및 자성물질의 종류에 따라 달라질 수 있다.
자성 유체 부재(130) 외부에는 자성 유체 부재(130)를 둘러싸는 자성 유체 하우징(143)이 배치된다. 자성 유체 하우징(143)은 자성 유체 밀봉 슬리브(135) 및 자성 유체 밀봉 커버(140)를 포함한다.
자성 유체 밀봉 슬리브(135)는 장방형의 바형태로 형성되며, 하모닉 드라이브(115) 상측 양단에 위치한다. 자성 유체 밀봉 슬리브(135)는 자성 유체 부재(130)의 일측 및 하부를 감싸도록 구비된다. 자성 유체 밀봉 슬리브(135) 일측에 돌출부가 구비되며 자성 유체 밀봉 슬리브(135)의 돌출부가 하모닉 드라이브(115) 양단의 홈에 결합된 형태로 배치될 수 있다. 자성 유체 밀봉 슬리브(135)는 자기회로 형성을 위해 자성 재료로 형성될 수 있다.
자성 유체 밀봉 커버(140)는 상단이 절곡된 형태로 배치되어 자성 유체 부재(130)의 타측 및 상부를 감싼다. 자성 유체 밀봉 커버(140) 양단에는 바디 오링(120)이 배치된다. 바디 오링(120)은 자성 유체 밀봉 커버(140)와 상부 로봇 제1 바디(145) 및 상부 로봇 제2 바디(150) 사이에서 충분한 밀봉이 제공될 수 있도록 한다.
다수의 로봇 바디(105, 110, 145, 150)는 하부 로봇 제1 바디(105), 하부 로봇 제2 바디(110), 상부 로봇 제1 바디(150) 및 상부 로봇 제2 바디(145)를 포함한다. 다수의 로봇 바디(105, 110, 145, 150)는 하모닉 드라이브(115)와 결합하여 회전 운동, 왕복 운동 또는 상하 운동을 한다.
다수의 로봇 바디(105, 110, 145, 150)는 진공 또는 밀봉이 요구되는 챔버와 연결된다. 예컨대, 반도체 공정 진공 챔버와 연결될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
다수의 로봇 바디(105, 110, 145, 150)는 위치에 따라 하부 챔버 또는 상부 챔버와 연결될 수 있다. 예컨대, 하부 로봇 바디(105, 110)는 하모닉 드라이브(115) 하부에서 하부 챔버와 연결되고, 상부 로봇 바디(145, 150)는 하모닉 드라이브(115) 상부에서 상부 챔버와 연결된다.
여기서는 하모닉 드라이브(115)를 기준으로 상부 또는 하부에 위치하고 있는지에 따라 각각 상부 챔버 또는 하부 챔버와 연결된다고 설명하고 있으나, 이에 한정되지는 않으며 다수의 챔버 연결 시 연결되는 챔버는 변경이 가능하다.
하부 로봇 바디는 하부 로봇 제1 바디(105) 및 하부 로봇 제2 바디(110)로 구성될 수 있다.
하부 로봇 제1 바디(105)는 하모닉 드라이브(115)의 바닥면과 평행한 제1 방향을 따라 연장된 라인 형태의 제1 파트(105a)를 포함한다. 그리고, 제1 파트(105a)의 일단에 배치되며, 제1 파트(105a)의 상부로부터 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 연장된 제2 파트(105b)를 포함한다. 제2 파트(105b) 상단은 절곡된 'ㄴ'자 형태로 형성되어 하모닉 드라이브(115) 하부 및 자성 유체 부재(130)를 감싸는 자성 유체 밀봉 슬리브(135)와 연결된다.
하부 로봇 제2 바디(110)는 제1 방향을 따라 연장된 바 형태의 제1 파트(110a)와 제1 파트(110a) 일단에 배치되며, 제1 파트(110a)의 상부로부터 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 연장된 제2 파트(110b)를 포함한다. 하부 로봇 제2 바디(110)는 하모닉 드라이브(115) 하부 및 자성 유체 부재(130)를 감싸는 자성 유체 밀봉 슬리브(135)와 연결된다.
즉, 하모닉 드라이브(115)의 하부 양단은 각각 하부 로봇 제1 바디(105) 및 하부 로봇 제2 바디(110)와 결합된다.
또한, 상부 로봇 바디는 상부 로봇 제1 바디(145) 및 상부 로봇 제2 바디(150)를 포함한다. 상부 로봇 제1 바디(145)는 하모닉 드라이브(115)의 바닥면과 평행한 제1 방향을 따라 연장된 라인 형태의 제1 파트(145a)를 포함한다. 그리고, 제1 파트(145a)의 일단에 배치되며, 제1 파트(145a)의 하부로부터 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 연장된 제2 파트(145b)를 포함한다. 제2 파트(145b) 하단은 절곡된 형태로 형성되어 하모닉 드라이브(115) 하부 및 자성 유체 부재(130)를 감싸는 자성 유체 밀봉 커버(140)와 연결된다.
상부 로봇 제2 바디(150)는 제1 방향을 따라 연장된 바 형태의 제1 파트(150a)와 제1 파트(150a)의 일단 상부 배치되며, 절곡된'ㄱ'자 형태의 제2 파트(150b)를 포함한다. 상부 로봇 제2 바디(150)의 제2 파트(150b)는 하모닉 드라이브(115) 하부 및 자성 유체 부재(130)를 감싸는 자성 유체 밀봉 커버(140)와 연결된다.
즉, 하모닉 드라이브(115)의 상부 양단은 각각 상부 로봇 제1 바디(145) 및 상부 로봇 제2 바디(150)와 결합된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 하모닉 드라이브 일체형 자성 유체 밀봉 장치는 하모닉 드라이브와 결합된 형태의 일체형 자성 유체 부재를 배치함에 따라, 하모닉 드라이브와 분리된 형태의 자성 유체 부재를 별도의 공간에 배치하는 구조에 비해 공간을 활용도를 향상시킬 수 있다. 또한, 자성 유체 부재에 별도의 베어링 구조를 추가하지 않아도 됨에 따라 장치의 제조 원가를 감소시키고 공간 활용도를 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 통상의 기술자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 하모닉 드라이브 일체형 자성 유체 밀봉 장치
105 : 하부 로봇 제1 바디 110 : 하부 로봇 제1 바디
115 : 하모닉 드라이브 115a : 하부 고정 부재
115b : 상부 회전 부재 120 : 바디 오링
130 : 자성 유체 부재 135 : 자성 유체 밀봉 슬리브
140 : 자성 유체 밀봉 커버 145 : 상부 로봇 제1 바디
150 : 상부 로봇 제2 바디

Claims (8)

  1. 로봇의 움직임을 제어하며 회전축을 기준으로 회전하는 하모닉 드라이브(Harmonic Drive);
    상기 하모닉 드라이브의 상측 양단에 위치하는 자성 유체 부재;
    상기 하모닉 드라이브와 연결되며, 상기 자성 유체 부재를 둘러싸는 자성 유체 하우징;
    상기 하모닉 드라이브 하부와 결합된 하부 로봇 바디; 및
    상기 하모닉 드라이브 상부 및 상기 자성 유체 하우징과 결합된 상부 로봇 바디
    를 포함하되,
    상기 자성 유체 하우징은
    상기 하모닉 드라이브 상측 양단에서 상기 회전축에 나란한 방향으로 위치하며, 상기 자성 유체 부재의 일측 및 하부를 감싸도록 구비된 자성 유체 밀봉 슬리브; 및
    상기 자성 유체 부재의 타측 및 상부를 감싸는 자성 유체 밀봉 커버를 포함하며,
    상기 자성 유체 밀봉 슬리브는 일측에 돌출부가 구비되며 상기 돌출부가 하모닉 드라이브 상측 양단의 홈에 결합되고,
    상기 하부 로봇 바디는 하부 챔버와 연결되어 배치되며, 상기 하부 로봇 바디의 일단은 절곡된 'ㄴ'자 형태로 형성되어 상기 하모닉 드라이브의 하부 및 상기 자성 유체 밀봉 슬리브와 각각 결합된 것을 특징으로 하는 하모닉 드라이브 일체형 자성 유체 밀봉 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 자성 유체 부재는 자성 유체 및 자석을 포함하며, 상기 하모닉 드라이브 상측을 둘러싸는 원형의 링 형태인 것을 특징으로 하는 하모닉 드라이브 일체형 자성 유체 밀봉 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 하모닉 드라이브는
    상기 회전축에 고정되어 배치된 하부 고정 부재; 및
    상기 하부 고정 부재 상부에 위치하며, 외부에서 동력을 제공받아 회전하는 상부 회전 부재
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하모닉 드라이브 일체형 자성 유체 밀봉 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상부 로봇 바디는 상부 챔버와 연결되어 배치되며, 상기 상부 로봇 바디의 일단은 상기 하모닉 드라이브의 상부 및 상기 자성 유체 밀봉 커버와 결합된 것을 특징으로 하는 하모닉 드라이브 일체형 자성 유체 밀봉 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 자성 유체의 너비는 아래의 수학식에 따라 설계되는 것을 특징으로 하는 하모닉 드라이브 일체형 자성 유체 밀봉 장치.
    [수학식1]
    W = (W_magnet/r_drive)*M
    상기 W는 자성 유체의 너비, 상기 W_magnet는 자석의 너비, 상기 r_drvie는 하모닉 드라이브의 회전수, 상기 M은 자성 유체의 몰질량당 자성나노입자의 비율에 관한 상수에 해당한다.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 자성 유체의 깊이는 아래의 수학식에 따라 설계되는 것을 특징으로 하는 하모닉 드라이브 일체형 자성 유체 밀봉 장치.
    [수학식2]
    D = (r_drive/H_magnet)*M
    상기 D는 자성 유체의 깊이, 상기 H_magnet는 자석의 높이, 상기 r_drive는 하모닉 드라이브의 회전수, 상기 M은 자성 유체의 몰질량당 자성나노입자의 비율에 관한 상수에 해당한다.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001269890A (ja) 2000-03-27 2001-10-02 Shin Meiwa Ind Co Ltd 搬送ロボット
KR101735904B1 (ko) * 2014-01-29 2017-05-15 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤 산업용 로봇
KR101896288B1 (ko) * 2017-01-16 2018-09-11 박광준 로터리식 자성유체 밀봉 장치
KR101896289B1 (ko) 2017-03-07 2018-09-11 박광준 베어링 분리 조립형 자성유체 씰 장치 및 이를 포함하는 자성유체 밀봉 장치
US20200016765A1 (en) 2013-08-09 2020-01-16 Nidec Sankyo Corporation Horizontal articulated robot with bevel gears

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101564341B1 (ko) 2014-04-07 2015-11-09 (주)코리아멀티테크 자성 유체 씰링 장치
KR101639784B1 (ko) 2014-12-26 2016-07-15 주식회사 케이에스엠페로텍 자성유체 밀봉장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001269890A (ja) 2000-03-27 2001-10-02 Shin Meiwa Ind Co Ltd 搬送ロボット
US20200016765A1 (en) 2013-08-09 2020-01-16 Nidec Sankyo Corporation Horizontal articulated robot with bevel gears
KR101735904B1 (ko) * 2014-01-29 2017-05-15 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤 산업용 로봇
KR101896288B1 (ko) * 2017-01-16 2018-09-11 박광준 로터리식 자성유체 밀봉 장치
KR101896289B1 (ko) 2017-03-07 2018-09-11 박광준 베어링 분리 조립형 자성유체 씰 장치 및 이를 포함하는 자성유체 밀봉 장치

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