KR102549560B1 - 관절 장치 - Google Patents

관절 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102549560B1
KR102549560B1 KR1020220051537A KR20220051537A KR102549560B1 KR 102549560 B1 KR102549560 B1 KR 102549560B1 KR 1020220051537 A KR1020220051537 A KR 1020220051537A KR 20220051537 A KR20220051537 A KR 20220051537A KR 102549560 B1 KR102549560 B1 KR 102549560B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
protrusion
stopper
rotation
joint device
disposed
Prior art date
Application number
KR1020220051537A
Other languages
English (en)
Inventor
윤두호
Original Assignee
(주)미래컴퍼니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)미래컴퍼니 filed Critical (주)미래컴퍼니
Priority to PCT/KR2022/021606 priority Critical patent/WO2023128655A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102549560B1 publication Critical patent/KR102549560B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/041—Cylindrical coordinate type
    • B25J9/042—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B25J17/02—Wrist joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B25J17/02—Wrist joints
    • B25J17/0258—Two-dimensional joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/1005—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements comprising adjusting means
    • B25J9/101—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements comprising adjusting means using limit-switches, -stops
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
    • B25J9/126—Rotary actuators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)

Abstract

본 발명은 로봇 암에 장착되는 관절 장치로, 회전 축을 가지는 제1 바디와, 상기 회전 축을 따라 배치되며, 제1 바디에 대하여 회전 가능한 제2 바디, 및 일단이 상기 회전 축에 장착되고, 타단이 상기 제1 바디와 상기 제2 바디 사이에 배치되며, 상기 회전 축을 중심으로 회전 가능한 스토퍼를 포함한다.

Description

관절 장치{Joint device}
본 발명은 로봇 암에 장착되는 관절 장치에 관한 것이다.
피선회 부재를 회전시키는 조인트 장치가 알려져 있다. 피선회 부재는, 관절 장치의 축선 둘레를 회전한다.
관절 장치는, 예를 들어, 로봇의 관절을 구동하기 위해서 사용된다. 이 경우, 로봇의 아암이 피선회 부재에 상당한다. 관절 장치는, 피선회 부재의 선회 범위를 물리적으로 제한하는 스토퍼 기구를 갖는 경우가 있다.
본 발명은 회전 가동 범위가 확대된 관절 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면은, 회전 축을 가지는 제1 바디와, 상기 회전 축을 따라 배치되며, 제1 바디에 대하여 회전 가능한 제2 바디, 및 일단이 상기 회전 축에 장착되고, 타단이 상기 제1 바디와 상기 제2 바디 사이에 배치되며, 상기 회전 축을 중심으로 회전 가능한 스토퍼를 포함하는 관절 장치를 제공한다.
또한, 상기 제1 바디 및 상기 제2 바디 중 적어도 하나에 배치되어, 상기 제1 바디 또는 상기 제2 바디를 회전시키는 구동 모터를 더 포함할 수 있다.
또한, 제1 바디는 상기 스토퍼의 타단과 접촉하여 회전각을 제한하는 제1 돌기, 및 상기 제1 돌기와 이격되며, 상기 스토퍼의 타단과 접촉하여 회전각을 제한하는 제2 돌기를 구비할 수 있다.
또한, 상기 제2 바디는 상기 스토퍼의 일단에 인접하게 배치되며, 상기 스토퍼의 회전을 제한하는 돌출부를 구비하며, 상기 스토퍼는 상기 제2 바디가 일 방향으로 회전시에, 상기 일단이 상기 돌출부의 일측에 지지되고, 상기 타단이 상기 제1 돌기2단 이에 지지되며, 상기 제2 바디가 타 방향으로 회전시에, 상기 일단이 상기 돌출부의 타측에 지지되고, 상기 타단이 상기 제2 돌기에 지지될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 관절 장치는 회전 가능한 범위를 확대할 수 있다. 제1 바디와 제2 바디 사이에 배치된 스토퍼가 회전 축을 따라 함께 회전하므로, 제1 바디와 제2 바디 사이의 회전 가동 범위는 360도를 넘게 설정될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 관절 장치가 제1 위치에 위치한 사시도이다.
도 3은 도 1의 관절 장치가 제2 위치에 위치한 사시도이다.
도 4는 도 2의 평면도이다.
도 5는 도 3의 평면도이다.
도 6은 도 1의 관절 장치의 측면을 도시하는 도면이다.
도 7은 도 1의 관절 장치의 다른 실시예를 도시하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 이하의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 다양한 변환을 가할 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 실시예들의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 내용들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명의 실시예들은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예에서 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서 유닛, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 유닛, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
이하의 실시예에서 연결하다 또는 결합하다 등의 용어는 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 반드시 두 부재의 직접적 및/또는 고정적 연결 또는 결합을 의미하는 것은 아니며, 두 부재 사이에 다른 부재가 개재된 것을 배제하는 것이 아니다.
명세서 상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 이하의 실시예는 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 장치(100)를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 관절 장치(100)는 두 개의 바디의 회전각을 조절하는 장치로 정의할 수 있다.
관절 장치(100)는 서로 상대적으로 회전하는 두개의 구조물의 회전 범위를 제한하는 것으로, 다양한 산업용 구조물이나, 의료용 구조물 등에 적용될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해서 제1 바디(110)가 장착된 구조물과 제2 바디(120)가 장착된 구조물 사이의 회전 각도를 제한하는 실시예를 중심으로 설명하기로 한다.
도 2는 도 1의 관절 장치가 제1 위치에 위치한 사시도이고, 도 3은 도 1의 관절 장치가 제2 위치에 위치한 사시도이며, 도 4는 도 2의 평면도이고, 도 5는 도 3의 평면도이며, 도 6은 도 1의 관절 장치의 측면을 도시하는 도면이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 관절 장치(100)는 제1 바디(110)와 제2 바디(120)의 회전 범위를 조절할 수 있다. 관절 장치(100)는 제1 바디(110), 제2 바디(120) 및 스토퍼(130)를 포함할 수 있다.
제1 바디(110)는 회전 축(AX)을 가질 수 있다. 제1 바디(110)는 제2 바디(120)와 동일한 회전 축(AX)을 가지고, 회전 축(AX)을 중심으로 회전할 수 있다.
일 실시예로, 제1 바디(110)는 2단 이상의 높이 단차를 가지고 계단식으로 이루어진 원판 형상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 바디(110)는 상부의 배치되는 표면(111)의 직경이 하부에 배치되는 몸체의 직경보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 바디(110)는 제2 바디(120)와 접촉되는 면적을 최소화하여 선회 동작 시의 구조물 간의 간섭을 방지할 수 있다. 또한, 구동부가 장착된 하우징과의 연결부를 형성할 수 있다. 다만, 제1 바디(110)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 사용 목적에 따라 다양한 형상으로 구비될 수 있다.
제1 바디(110)는 스토퍼(130)의 회전을 제한하는 적어도 하나 이상의 돌기를 가질 수 있다. 제1 바디(110)는 제2 바디(120)와 마주보는 표면(111)에 돌기가 배치될 수 있다.
제1 바디(110)에 배치된 돌기는 표면(111) 상에 고정되어 있는 것 이외, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 바디(110)에 배치된 돌기는 하나일 수 있고, 또는 복수 개의 돌출부를 포함하는 요철 구조로 이루어질 수 있다.
다만, 설명의 편의를 위하여 본 실시예에서는 제1 바디(110)에 복수 개의 돌기를 포함하는 경우에 대해 설명하도록 한다.
일 예로, 제1 바디(110)는 스토퍼(130)의 타단과 접촉하여 회전각을 제한하는 제1 돌기(112)를 구비할 수 있다. 또한, 제1 바디(110)는 제1 돌기(112)와 이격되며, 스토퍼(130)의 타단과 접촉하여 회전각을 제한하는 제2 돌기(113)를 구비할 수 있다.
제1 돌기(112)와 제2 돌기(113)는 표면(111)에서 돌출되게 배치될 수 있다. 제1 돌기(112) 및 제2 돌기(113)는 소정의 높이(T)를 가질 수 있다.
또한, 제1 돌기(112)는 표면(111)에서 회전 축(AX)의 반경 방향으로 연장될 수 있다. 제2 돌기(113)도 표면(111)에서 회전 축(AX)의반경 반향으로 연장될 수 있다. 제1 돌기(112) 및 제2 돌기(113)는 제1 바디(110)의 회전 공간 확보를 위하여 최대한 회전 축(AX)에 가깝게 배치될 수 있다.
제1 돌기(112) 및 제2 돌기(113)는 서로 같은 높이로 설정될 수 있고, 또는 각각 다른 높이로 설정될 수 있다. 또는, 제1 돌기(112) 및 제2 돌기(113)는 스토퍼(130)가 안착되도록 걸림 턱을 가지는 단차 구조로 이루어질 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 제1 돌기(112) 및 제2 돌기(113)의 설정 높이가 같은 실시예를 중심으로 설명하기로 한다.
제1 돌기(112) 및 제2 돌기(113)는 스토퍼(130)의 회전을 제한할 수 있도록 스토퍼(130) 형상에 대응되는 형상일 수 있다. 또한, 도면에서는 제1 바디(110)가 제1 돌기(112)와 제2 돌기(113)만을 가지는 형상을 도시하고 있으나, 사용 용도에 따라 돌기는 복수개로 구비될 수 있다.
제1 돌기(112)와 제2 돌기(113)는 스토퍼(130)의 회전 경로 상에 배치되어, 스토퍼(130)의 회전을 제한할 수 있다.
제1 돌기(112)와 제2 돌기(113)를 연장하는 선은 회전 축(AX)에서 이격되게 배치될 수 있다. 도 4를 보면, 제1 돌기(112)와 제2 돌기(113)의 연장선은 회전 축에서 소정 거리 이격되게 배치되어, 제1 바디(110)와 제2 바디(120) 사이의 회전 가능한 각도를 확장시킬 수 있다.
제1 바디(110)의 일측에는 제1 구동 모터(10)가 배치되며, 제1 구동 모터(10)의 구동력은 회전 축(AX)으로 전달되어 제2 바디(120)가 제1 바디(110)에 대해서 상대적으로 회전될 수 있다. 제1 구동 모터(10)는 산업용 구조물의 외부에 위치된 전기적 접속 또는 공압식 접속에 의해 구동 될 수 있다.
일 실시예로, 제1 구동 모터(10)는 구동축이 제1 바디(110)의 회전 축(AX)과 평행하게 위치하도록 배치될 수 있다. 일 예로, 구동 모터 등의 구동원은 적어도 하나 이상으로 구비될 수 있다. 예를 들면, 제1 바디(110)를 구동하는 제1 구동 모터(10)와는 다른 구동원을 마련하여, 제1 구동 모터(10)와 복수개의 구동원의 구동력으로 제1 바디(110)를 회전 구동할 수 있다. 또한, 상기 복수개의 구동원의 출력은 같거나 다를 수 있다. 출력이 다른 모터가 구비된 경우, 모터 구동용의 제어 프로그램이 추가로 마련될 수 있다.
제2 바디(120)는 회전 축(AX)을 따라 배치되며, 제1 바디(110)에 대하여 회전 가능하다.
제2 바디(120)의 일측에는 제2 구동 모터(20)가 배치되며, 제2 구동 모터(20)의 구동력은 제2 바디(120)에 설치된 동력 전달 유닛(30)에 동력을 전달할 수 있다. 구체적으로, 동력 전달 유닛(30)은 제2 바디(120)에서 연장되는 하우징으로 연결될 수 있다. 상기 하우징은 설정된 길이를 가지고 제2 바디(120)의 회전 축(AX)과 같은 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들면, 관절 장치(100)는 상기 하우징에 연결된 동력 전달 유닛(30)이 구동력을 전달받아 산업용 구조물의 단부가 목적에 따라 구동할 수 있도록 하는 구조로 이루어질 수 있다. 제2 바디(120)는 제2 구동 모터(20)로부터 구동력을 전달받는 연결부가 내재되는 몸체와 상기 몸체에서 연장된 허브(121)를 구비할 수 있다.
제2 바디(120)는 회전 축(AX)에 삽입되는 허브(121)를 구비하고, 허브(121)의 중심은 회전 축(AX)을 따라 연장될 수 있다.
허브(121)의 일측에는 돌출부(122)가 배치될 수 있다. 돌출부(122)는 스토퍼(130)의 일단(131)에 인접하게 배치되어, 스토퍼(130)의 회전을 제한할 수 있다.
돌출부(122)는 허브(121)에서 소정 높이 돌출되며, 돌출부(122)의 측벽에 스토퍼(130)의 일단(131)이 지지되어, 제2 바디(120)의 회전이 제한될 수 있다.
돌출부(122)는 스토퍼(130)가 접촉하는 영역을 따라 일측(122A)과 타측(122B)을 가질 수 있다. 도 4를 참조하면, 일측(122A)은 스토퍼(130)가 제1 돌기(112)에 지지시에 제1 돌기(112)와 함께 스토퍼(130)의 타단(132)을 지지할 수 있다. 도 5를 참조하면, 타측(122B)은 스토퍼(130)가 제2 돌기(113)에 지지시에, 제2 돌기(113)와 함께 스토퍼(130)의 타단(132)을 지지할 수 있다. 이에 따라, 관절 장치(100)는 스토퍼(130) 및 돌출부(122)의 이중 지지 구조로 관절 장치(100)가 설정된 회전 각 이상 회전하지 않도록 견고하게 지지될 수 있다.
스토퍼(130)는 회전 축(AX)을 중심으로 회전가능하게 설치될 수 있다. 스토퍼(130)는 일단(131)이 회전 축에 장착되고, 타단(132)이 제1 바디(110)와 제2 바디(120)의 사이에 배치될 수 있다.
스토퍼(130)는 일단(131)이 회전 축(AX)에 삽입되고, 허브(121)의 외면을 따라 반경방향의 외측으로 연장된다. 또한, 스토퍼(130)는 허브(121)의 측면을 커버하며, 타단(132)이 허브(121)의 내면을 따라 반경방향의 내측으로 연장된다. 스토퍼(130)의 단부(133)는 제1 바디(110)와 제2 바디(120)의 사이에 배치될 수 있다.
이 때, 스토퍼(130)의 전체적인 형상은 허브(121)의 외곽을 따라 소정의 안착 공간을 가지는 U자형 걸림 핀의 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 바디(120)가 회전 반경으로 회전할 때, 스토퍼(130)에 접촉하여 정지될 수 있다. 이에 따라, 스토퍼(130)는 제1 바디(110)에 따른 제2 바디(120)의 이동 경로에 마련되어, 제2 바디(120)가 과도하게 이동하는 것을 방지할 수 있다.
구체적으로, 스토퍼(130)는 시계 방향 및 반시계 방향 중 어느 한쪽의 방향으로 회전할 수 있다. 스토퍼(130)의 일단(131)은 삽입 핀(135)에 의해서 회전 축(AX)에 장착되어, 스토퍼(130)는 회전 축(AX)을 중심으로 회전할 수 있다.
예를 들면, 스토퍼(130)는 회전 축(AX)을 중심으로 제1 바디(110)에 대해 상대 회전하며, 허브(121)의 가장자리를 따라 회전할 수 있다. 일 예로, 스토퍼(130)는 제2 바디(120)가 회전함에 따라 회전할 수 있다. 예를 들면, 제2 바디(120)가 시계 방향으로 회전하려 할 때, 스토퍼(130)는 제2 바디(120)의 우측에 위치할 수 있다. 제2 바디(120)는 회전하면서 스토퍼(130)의 일측을 밀어내고, 제2 바디(120)가 회전 후 정지했을 때, 스토퍼(130)는 제2 바디(120)의 좌측에 위치할 수 있다.
종래 기술의 관절 장치는 동일 축으로 연결된 2개의 바디가 회전할 때, 2개의 바디가 교차하는 회전 각도가 360도까지 확장이 어려운 점이 있었다. 또한 종래의 스토퍼는 스토퍼의 두께를 최소한의 크기로 하여 만들더라도 스토퍼 자체가 차지하는 공간의 각도 때문에, 구성 요소들의 회전 각도가 360도를 넘을 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명의 관절 장치(100)는 스토퍼(130)가 제1 바디(110)와 제2 바디(120) 사이에 배치되며 제1 바디(110)와 스토퍼(130)가 회전 축(AX)에 의해 회동 가능하게 연결되고, 제1 바디(110)와 제2 바디(120)가 회전 축(AX)에 의해 회동 가능하게 연결될 수 있다. 즉, 제1 바디(110) 및 제2 바디(120), 스토퍼(130)는 동일한 축을 중심으로 서로 다른 방향으로 회동할 수 있다. 스토퍼(130)는 제1 바디(110)나 제2 바디(120)에 대해서 회전할 수 있으며, 제1 돌기(112)와 돌출부(122)에 의해서 일 방향으로의 회전이 제한되며, 제2 돌기(113)와 돌출부(122)에 의해서 타 방향으로의 회전이 제한될 수 있다.
제2 바디(120)는 스토퍼(130)의 가동 범위 보다 더 큰 가동 범위를 가질 수 있다.
일 실시예로, 스토퍼(130)가 제1 바디(110)에 대하여 회전할 수 있는 가동범위는 제1 돌기(112)와 제2 돌기(113) 사이의 회전 각으로 설정된다. 이때, 제2 바디(120)가 제1 바디(110)에 대하여 회전할 수 있는 가동범위는 스토퍼(130)의 가동범위보다 크게 설정된다.
도 4를 보면, 제2 바디(120)는 제1 돌기(112)에 지지되고, 제1 중심선(CL-A)을 따라 연장된다. 도 5를 보면, 시계 방향으로 제2 바디(120)가 회전하면, 제2 바디(120)는 제2 돌기(113)와 제1 돌기(112)를 통과하고, 제2 돌기(113)에 지지된다. 이때, 제2 바디(120)는 제2 중심선(CL-B)을 따라 연장된다. 한편, 스토퍼(130)는 제1 돌기(112)에서 제2 돌기(113)까지 회전할 수 있다.
또한, 스토퍼(130)는 제2 바디(120)가 최대 가동 범위로 회전할 수 있는 형상 및 폭으로 설정될 수 있다. 예를 들면, 스토퍼(130)는 설정된 두께와 길이를 가지고 형성될 수 있다.
일 예로, 스토퍼(130)는 제1 너비(W1)로 정의되는 너비를 가지고 형성될 수 있다. 스토퍼(130)가 제1 너비(W1)로 설정됨으로써, 제2 바디(120)는 360도를 초과하는 가동 범위를 가질 수 있다.
제2 바디(120)가 제1 바디(110)에 지지될 때, 스토퍼(130)의 제1 너비(W1)는 제1 바디(110)의 돌기와 제2 바디(120)의 돌출부(122) 사이의 거리를 설정한다. 즉, 스토퍼(130)의 제1 너비(W1)는 제2 바디(120)의 회전 각도를 설정할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1 돌기(112)와 제2 돌기(113)를 연장하는 선과 회전 축(AX) 사이의 최단거리를 제1 거리(D1)으로 정의하고, 돌출부(122)를 연장하는 선과 회전 축(AX) 사이의 최단 거리를 제2 거리(D2)로 정의할 수 있다.
일 실시예로, 도 4와 같이, 제1 너비(W1)가 제1 거리(D1)와 제2 거리(D2)의 합보다 작으면, 제2 바디(120)는 제1 바디(110)에 대하여 360도를 초과하도록 회전할 수 있다.
다른 실시예로, 도면에는 도시되지 않았으나, 제1 너비(W1)가 제1 거리(D1)와 제2 거리(D2)의 합보다 크면, 제2 바디(120)는 제1 바디(110)에 대하여 360도를 초과하지 않도록 회전할 수 있다.
또 다른 실시예로, 도면에는 도시되지 않았으나, 제1 너비(W1)가 제1 거리(D1)와 제2 거리(D2)의 합과 같으면, 제2 바디(120)는 제1 바디(110)에 대하여 360도로 회전할 수 있다.
또한, 스토퍼(130)는 삽입 핀(135)에 의해서 누름 지지될 수 있다. 예를 들면, 삽입 핀(135)은 제1 바디(110)와 제2 바디(120)와 동일 축으로 삽입될 수 있다. 삽입 핀(135)은 스토퍼(130)의 상측에 형성된 내부를 관통하는 개구로 삽입되고, 제2 바디(120)와 스토퍼(130)를 관통하여 장착될 수 있다.
일 예로, 삽입 핀(135)은 스토퍼(130)가 가지는 최대 높이보다 비교적 긴 길이로 설정될 수 있다. 이에 따라, 삽입 핀(135)은 스토퍼(130)가 선회 동작 중 회전 축(AX)에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 제1 바디(110)와 제2 바디(120)는 제1 위치에서 회전이 제한될 수 있다.
이 때, 제1 바디(110)의 돌기에 인하여 스토퍼(130)는 시계 방향 또는 반시계 방향의 회전 각도가 제한될 수 있다. 일 예로, 스토퍼(130)의 회전 반경은 제1 돌기(112) 및 제2 돌기(113)와, 돌출부(122)에 의해서 제한될 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 바디(110)와 제2 바디(120)의 사이에는 제1 간격(G)이 형성될 수 있다. 제1 간격(G)은 제1 돌기(112)의 돌출 높이(T)보다 크고, 제1 돌기(112)는 허브(121)의 반경 방향 외측에 배치될 수 있다.
일 예로, 관절 장치(100)는 제1 간격(G)이 가지는 소정의 높이로 제1 바디(110)와 제2 바디(120) 사이에 스토퍼(130)가 유동할 수 있는 공간을 확보할 수 있다. 또한, 제1 바디(110)에 배치된 돌기의 돌출 높이(T)보다 제1 간격(G)은 비교적 높게 설정될 수 있다. 구체적으로, 제1 간격(G)으로 확보되는 이격 거리는 제1 바디(110)에 대하여 제2 바디(120)가 회동 시에 제1 바디(110)와 제2 바디(120)가 서로 간섭되지 않도록 일정 간격을 확보할 수 있다. 이에 따라, 제1 바디(110) 및 제2 바디(120)의 선회 동작에 따른 몸체의 마모 및 파손을 방지할 수 있다.
스토퍼(130)의 일단(131)은 돌출부(122)의 일측(122A)에 지지되고, 스토퍼(130)의 타단(132)은 제1 돌기(112)에 지지될 수 있다. 스토퍼(130)가 제1 바디(110)와 제2 바디(120)의 회전을 제한하므로, 제2 바디(120)는 더 이상 반시계 방향으로 회전할 수 없으며, 이때, 제2 바디(120) 제1 중심선(CL-A)을 따라 배치된다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 제1 바디(110)와 제2 바디(120)는 제2 위치에서 회전이 제한될 수 있다.
스토퍼(130)의 일단(131)은 돌출부(122)의 타측(122B)에 지지되고, 스토퍼(130)의 타단(132)은 제2 돌기(113)에 지지될 수 있다. 즉, 제2 바디(120)는 허브(121)보다 비교적 높게 형성된 돌출부(122)의 일측(122A) 및 타측(122B)으로 스토퍼(130)가 걸리는 차단 턱을 구성할 수 있다.
선택적인 실시예로, 제2 바디(120)는 돌출부(122)로 연장되는 몸체가 소정의 경사각을 가지는 구조로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 몸체의 일단은 허브(121)로 연장되고, 타단은 경사형 몸체가 점진적으로 확대되는 구조로 이루어질 수 있다. 이로써, 스토퍼(130)의 회동에 따라 스토퍼(130)를 지지하는 돌출부(122)의 강도를 보강할 수 있다.
또한, 돌출부(122)의 일측(122A)과 타측(122B)의 높이는 스토퍼(130)가 가지는 높이에 따라 동일하거나 더 크게 설정될 수 있다.
스토퍼(130)가 제1 바디(110)와 제2 바디(120)의 회전을 제한하므로, 제2 바디(120)는 더 이상 시계 방향으로 회전할 수 없으며, 이때, 제2 바디(120) 제2 중심선(CL-B)을 따라 배치된다. 이 때, 제1 바디(110)의 위치는 변하지 않고, 제2 바디(120)와 스토퍼(130)는 함께 회전할 수 있다. 제2 바디(120)와 스토퍼(130)는 동일한 회전 축(AX)을 중심으로 회전하므로, 안정적으로 회전할 수 있다. 이는 반대의 경우, 즉 반시계 반향으로 회전될 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 이에 따라, 관절 장치(100)는 제1 바디(110)와 제2 바디(120)의 회전 범위를 360도 이상으로 설정할 수 있다.
제1 위치에서 제2 바디(120)를 시계 방향으로 회전하면 제2 위치까지 제2 바디(120)가 회전할 수 있다. 즉, 제2 바디(120)의 중심선은 제1 중심선(CL-A)에서 제2 중심선(CL-B)까지 변화되며, 제2 바디(120)의 회전각은 360도를 초과할 수 있다.
제1 바디(110)의 제1 돌기(112)와 제2 돌기(113)가 회전 축(AX)에서 소정 거리 이격되고, 제2 바디(120)의 돌출부(122)가 회전 축(AX)에서 소정 거리 이격 된다. 또한, 스토퍼(130)가 제1 바디(110)와 제2 바디(120)의 사이에 배치되고, 스토퍼(130)가 회전 축(AX)을 중심으로 회전할 수 있으므로, 관절 장치(100)는 회전 범위가 360도 이상으로 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 관절 장치(100)는 회전 가능한 범위를 확대할 수 있다. 제1 바디(110)와 제2 바디(120) 사이에 배치된 스토퍼(130)가 회전 축(AX)을 따라 함께 회전하므로, 제1 바디(110)와 제2 바디(120) 사이의 회전 각도 범위는 360도를 넘게 설정될 수 있다.
이와 같이 상기 회전 축(AX)을 중심으로 하여 제1 바디(110)와 제2 바디(120), 스토퍼(130)가 회전 가능하게 결합된 구성에 의하면, 관절 장치(100)는 작업 영역으로 관절 장치(100)의 회전이 미치지 못하는 경우에 작업성이 떨어지고 작업시간이 많이 소요되는 등의 문제점을 개선하고, 회전각을 제한하여 산업용 또는 의료용 구조물의 로봇 암 간의 간섭을 최소화할 수 있다.
공장에서는, 안전을 위해서 혹은 다른 장치와의 간섭을 피하기 위해서 산업용 또는 의료용 구조물의 선회 범위를 제한하고자 하는 요구가 있다. 또한, 산업용 구조물의 레이아웃 변경에 수반하여, 선회 범위를 변경하는 것이 요구되는 경우가 있다. 이 때, 사용자가 개별적으로 추가 가공을 실시하여, 스토퍼의 위치를 변경할 필요가 있었다. 본 실시예의 관절 장치(100)가 채용된 산업용 구조물은, 추가 가공을 하지 않고 선회 범위를 변경할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 관절 장치(100)는 비교적 구조가 간단하고 작은 크기의 스토퍼(130) 구조를 적용하여 설치 및 이용이 용이하다.
도 7은 도 1의 관절 장치(100)의 다른 실시예를 도시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 제1 바디(110)에 하나의 돌기가 배치되고, 제2 바디(120)에 돌출부가 있는 경우, 제2 바디(120)는 360도를 초과하여 다회 회전할 수 있다.
예를 들면, 스토퍼(130)는 제1 바디(110)와 제2 바디(120) 사이에 배치될 수 있다. 제1 바디(110)에는 표면(111)에 A 돌기(112A)가 배치된다. A 돌기(112A)는 회전 축(AX)에서 직교하는 직경 방향으로 돌출된 형상으로 이루어질 수 있다. A 돌기(112A)는 대향되는 제1 면(S1)과 제2 면(S2)을 가질 수 있다. 예컨대, 제2 바디(120)가 제1 중심선(CL-A)의 위치에서 정지해 있을 경우, 제2 바디(120)의 일측(122A)은 스토퍼(130)의 일측과 접촉하고, 스토퍼(130)의 타측은 A 돌기(112A)의 제1 면(S1)과 접촉한 상태일 수 있다. 제2 바디(120)가 제1 바디(110)의 시계 방향으로 회전하면, 제2 바디(120)는 A 돌기(112A)를 통과하고, 제2 바디(120)의 타측(122B)은 스토퍼(130)의 타측과 접촉하여 360도를 초과하여 회전할 수 있다. 스토퍼(130)의 일측이 A 돌기(112A)의 제2 면(S2)과 접촉할 때, 제2 바디(120)는 A 돌기(112A)에 지지될 수 있다. 이 때, 제2 바디(120)의 최대 가동 범위는 360도를 초과하며, 스토퍼(130)의 가동 범위 보다 더 큰 각도로 다회 회전이 가능할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 관절 장치
110: 제1 바디
120: 제2 바디
130: 스토퍼

Claims (4)

  1. 회전 축을 가지는 제1 바디;
    상기 회전 축을 따라 배치되며, 제1 바디에 대하여 회전 가능한 제2 바디; 및
    일단이 상기 회전 축에 장착되고, 타단이 상기 제1 바디와 상기 제2 바디 사이에 배치되며, 상기 회전 축을 중심으로 회전 가능한 스토퍼;를 포함하며,
    상기 제1 바디는
    상기 제2 바디와 마주보는 표면에서 돌출되며, 상기 스토퍼의 회전 경로 상에 배치되는 제1 돌기 및 제2 돌기를 가지며,
    상기 스토퍼의 상기 타단은 상기 제1 돌기와 상기 제2 돌기의 사이에 배치되는, 관절 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 바디 및 상기 제2 바디 중 적어도 하나에 배치되어, 상기 제1 바디 또는 상기 제2 바디를 회전시키는 구동 모터;를 더 포함하는, 관절 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 돌기는 상기 스토퍼의 상기 타단과 접촉하여 회전각을 제한하고,
    상기 제2 돌기는 상기 제1 돌기와 이격되며, 상기 스토퍼의 상기 타단과 접촉하여 회전각을 제한하는, 관절 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 바디는
    상기 스토퍼의 일단에 인접하게 배치되며, 상기 스토퍼의 회전을 제한하는 돌출부;를 구비하며,
    상기 스토퍼는
    상기 제2 바디가 일 방향으로 회전시에, 상기 일단이 상기 돌출부의 일측에 지지되고, 상기 타단이 상기 제1 돌기에 지지되며,
    상기 제2 바디가 타 방향으로 회전시에, 상기 일단이 상기 돌출부의 타측에 지지되고, 상기 타단이 상기 제2 돌기에 지지되는, 관절 장치.
KR1020220051537A 2021-12-29 2022-04-26 관절 장치 KR102549560B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2022/021606 WO2023128655A1 (ko) 2021-12-29 2022-12-29 관절 장치

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210190638 2021-12-29
KR20210190638 2021-12-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102549560B1 true KR102549560B1 (ko) 2023-06-30

Family

ID=86959567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220051537A KR102549560B1 (ko) 2021-12-29 2022-04-26 관절 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102549560B1 (ko)
WO (1) WO2023128655A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019005864A (ja) * 2017-06-26 2019-01-17 ソニー株式会社 アームシステム、医療用アームシステム及び回動機構

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200145221Y1 (ko) * 1996-07-30 1999-06-15 윤종용 로봇 회전관절 스토퍼
KR100190132B1 (ko) * 1996-10-15 1999-06-01 윤종용 로봇 회전관절의 스토퍼장치
KR200167166Y1 (en) * 1997-03-14 2000-04-01 Lg Ind Systems Co Ltd Mechanical rotating joint for industrial robot
JP2012183619A (ja) * 2011-03-07 2012-09-27 Fuji Impulse Kk 関節装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019005864A (ja) * 2017-06-26 2019-01-17 ソニー株式会社 アームシステム、医療用アームシステム及び回動機構

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023128655A1 (ko) 2023-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6289973B2 (ja) パラレルリンク機構およびリンク作動装置
JP2708402B1 (ja) ロボット回転関節部のストッパ
KR101384776B1 (ko) 자유도가 분리된 손목 구조를 가지는 수술용 로봇 핸드
WO2011101991A1 (ja) 動力伝達装置
EP2479009B1 (en) Swing device and articulated robot having same
JP4990120B2 (ja) タイヤ及びホイールの取付システム並びに方法
WO2010050077A1 (ja) 空気吹出装置
EP4006371B1 (en) Reverse input blocking clutch
JP5818345B2 (ja) 回転機構、産業用ロボットおよび回転体の原点位置復帰方法
CN101607397B (zh) 工具机，特别是手持式工具机
CN112118941A (zh) 包括制动组件的机器人关节
WO2017043081A1 (ja) ロボット
JP2018534163A (ja) ストッパ装置、回転関節、およびロボット
KR102549560B1 (ko) 관절 장치
WO2020206685A1 (zh) 限位装置、机械臂及机器人
JP6524297B1 (ja) リンク部材を利用するロックタイプ双方向クラッチ
KR20190067318A (ko) 구형 볼타입의 옴니 휠
JPH03251388A (ja) ロボット
KR101449424B1 (ko) X선 촬영장치에서 회전암의 회전각 제한 장치
JP2006181675A (ja) 回転リミット装置
JPWO2021145457A5 (ko)
JPH04315592A (ja) ロボットの旋回機構
JPS6049550B2 (ja) ねじ締め装置
JPH0366585A (ja) 関節型ロボット
WO2022102521A1 (ja) 遠心ブレーキ

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant