KR102623950B1 - Break device - Google Patents

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KR102623950B1
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이지영
우병철
이기창
홍도관
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한국전기연구원
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Abstract

본 발명은 다관절 로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다관절 로봇에 설치되는 다관절 로봇의 브레이크장치에 관한 것이다.
본 발명은 제1암(21)과, 제1암(21)에 대하여 회전 가능하게 설치되는 제2암(22)과, 제2암(22)이 제1암(21)에 대하여 회전 가능하도록 제1암(21) 및 제2암(22)을 연결하는 관절부(10)를 포함하며, 관절부(10)는, 제1암(21)과 결합되며 구동축(210)을 가지는 회전구동부(200)와, 회전구동부(200)의 구동축(210)에 결합되어 구동축(210)의 회전속도를 감속시키며 제1암(21)과 결합되어 제1암(21)에 대하여 제2암(22)을 회전시키는 감속부(300)를 포함하는 다관절 로봇에 있어서, 회전구동부(200)의 구동축(210)에서 상기 감속부(300)에 대향되는 위치에 설치되어 구동축(210)의 회전을 정지시키는 다관절 로봇의 브레이크장치로서, 원판 형상으로 형성되어 회전 중심에 구동축(210)이 관통 설치되는 관통공(S)과, 외주면을 따라 경사면(111)이 형성되는 회전판플레이트(110)와; 회전판플레이트(110)를 가압하여 회전플레이트(110)가 구동축(210)에 수직하는 방향으로 이동하며 회전판플레이트(110)의 관통공(S)과 구동축(210)의 외주면을 마찰시키는 가압부(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇암 브레이크장치를 개시한다.The present invention relates to an articulated robot, and more specifically, to a brake device for an articulated robot installed on an articulated robot.
The present invention includes a first arm (21), a second arm (22) rotatably installed with respect to the first arm (21), and the second arm (22) being rotatable with respect to the first arm (21). It includes a joint portion 10 connecting the first arm 21 and the second arm 22, and the joint portion 10 is coupled to the first arm 21 and includes a rotation drive unit 200 having a drive shaft 210. It is coupled to the drive shaft 210 of the rotation drive unit 200 to reduce the rotation speed of the drive shaft 210, and is coupled to the first arm 21 to rotate the second arm 22 with respect to the first arm 21. In an articulated robot including a deceleration unit 300, an articulated robot is installed at a position opposite to the deceleration unit 300 on the drive shaft 210 of the rotation drive unit 200 to stop the rotation of the drive shaft 210. A brake device for a robot, comprising: a through hole (S) formed in a disc shape through which a drive shaft 210 is installed at the center of rotation, and a rotating plate plate 110 having an inclined surface 111 formed along the outer peripheral surface; Pressing unit 120 pressurizes the rotating plate 110 so that the rotating plate 110 moves in a direction perpendicular to the driving shaft 210 and causes friction between the through hole S of the rotating plate 110 and the outer peripheral surface of the driving shaft 210. ) Discloses a robot arm brake device comprising:

Description

다관절 로봇의 브레이크장치{Break device}Break device for articulated robot {Break device}

본 발명은 다관절 로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다관절 로봇에 설치되는 다관절 로봇의 브레이크장치에 관한 것이다.The present invention relates to an articulated robot, and more specifically, to a brake device for an articulated robot installed on an articulated robot.

종래에 생산성을 향상시키기 위해 단순한 작업을 수행했던 로봇은 기술이 발전함에 따라 단순한 작업뿐 아니라 고도의 작업까지도 정확하면서도 신속하게 수행 가능하도록 개발되었으며 근래 들어 산업분야뿐 아니라 서비스분야까지 용도가 확대되고 있다.Robots, which previously performed simple tasks to improve productivity, have been developed to accurately and quickly perform not only simple tasks but also advanced tasks as technology advances. Recently, their use has expanded not only to the industrial field but also to the service field. .

특히 산업용 로봇은 고도의 작업을 정확하고 신속한 수행이 가능하며, 이를 위하여 하나 이상의 관절들에 의하여 상대 회전하는 복수의 로봇암(robot-arm)들 및 로봇암들을 연결하는 관절모듈을 구비한 다관절 로봇이 사용되고 있으며, 이러한 관절모듈은 인접한 로봇암에 대한 상대회전을 구동하기 위한 모터를 포함한다.In particular, industrial robots are capable of performing advanced tasks accurately and quickly, and for this purpose, they are multi-joints equipped with a plurality of robot-arms that rotate relative to each other by one or more joints and a joint module connecting the robot arms. A robot is being used, and this joint module includes a motor for driving relative rotation with respect to an adjacent robot arm.

그리고 복수의 로봇암들을 구비하는 산업용 로봇은, 오작동 등의 방지를 위하여 급속한 정지, 즉 브레이크 작동이 필요하며, 이를 위하여 로봇암들을 연결하는 관절모듈에는 브레이크장치가 설치된다.In addition, an industrial robot equipped with a plurality of robot arms requires rapid stopping, that is, brake operation, to prevent malfunction, etc., and for this purpose, a brake device is installed in the joint module connecting the robot arms.

여기서 사용되는 브레이크장치는, 일반적으로 브레이킹 동작이 필요한 물체에 브레이크 패드를 기계적으로 접촉시키고, 이때 발생하는 마찰력을 이용하여 물체에 대한 브레이킹 동작을 수행하는 마찰 방식 브레이크 장치이다.The braking device used here is generally a friction-type braking device that mechanically contacts a brake pad with an object requiring braking action and performs a braking action on the object using the friction force generated at this time.

그런데 마찰 방식의 브레이크장치는, 브레이킹을 수행하는 과정에서 미끄러지는 슬립 현상이 발생하기 쉽기 때문에 비교적 정확하게 정지력 조절이 필요한 부분, 예컨대 다관절 로봇의 관절모듈 등에 사용하기에는 한계가 있다.However, friction-type braking devices are prone to slipping during the braking process, so there is a limit to their use in areas that require relatively accurate stopping force control, such as joint modules of articulated robots.

이로 인하여 기존의 마찰 방식의 브레이크장치로는 비교적 정확하게 정지력 조절이 필요한 상황에서 사용할 수 없는 문제점이 있다.Because of this, there is a problem in that existing friction-type brake devices cannot be used in situations where relatively accurate stopping force control is required.

상기한 문제점을 극복하기 위한 기술로 종래에 대한민국 공개특허 제2013-0018599호와 등록특허 제1293497호가 제안된 바 있다.As a technology to overcome the above problems, Korean Patent Publication No. 2013-0018599 and Registered Patent No. 1293497 have been proposed.

그러나 한국 공개특허 제2013-0018599호의 다관절 로봇의 브레이크장치는, 전자석, 압축코일, 브레이크 판 등을 전자석에 통전하여 브레이크를 해제하는 방식으로 공간상 큰 부피를 차지하게 되므로 소형의 다관절 로봇에 채용하기 어려운 문제점이 있다.However, the brake device of the articulated robot of Korean Patent Publication No. 2013-0018599 uses an electromagnet, a compression coil, a brake plate, etc. to release the brake by energizing the electromagnet, so it occupies a large space in terms of space, so it is not suitable for small articulated robots. There is a problem with recruiting.

또한, 한국 등록특허 제1293497호에 개시된 브레이크장치는 공간상 부피를 상대적으로 적게 차지하는 장점은 있으나 구조가 복잡하고 제조비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.In addition, the brake device disclosed in Korean Patent No. 1293497 has the advantage of occupying a relatively small space, but has a problem in that the structure is complicated and the manufacturing cost increases.

특히 소형 다관절 로봇의 관절모듈은 모터, 감속기, 브레이크, 엔코더, 드라이브 등이 다관절 로봇의 관절모듈을 이루는 공간 내에 서로 유기적으로 결합한 모듈 형태로 구성된다.In particular, the joint module of a small jointed robot is composed of a module in which motors, reducers, brakes, encoders, drives, etc. are organically combined with each other within the space forming the joint module of the jointed robot.

따라서 다관절 로봇이 소형화됨에 따라 브레이크 또한 작아져야 하는데 상기한 종래의 기술로 극복하기에는 어려움이 있다.Therefore, as the articulated robot becomes smaller, the brakes also have to become smaller, which is difficult to overcome with the above-mentioned conventional technology.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 다관절 로봇의 관절모듈에 설치되어 이동하는 물체의 가감속을 제어하거나, 작동을 정지시키는 브레이크장치를 제공하는 데 있다. The purpose of the present invention is to provide a brake device installed on a joint module of an articulated robot to control the acceleration and deceleration of a moving object or to stop the operation in order to solve the above problems.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 제1암(21)과, 상기 제1암(21)에 대하여 회전 가능하게 설치되는 제2암(22)과, 상기 제2암(22)이 상기 제1암(21)에 대하여 회전 가능하도록 상기 제1암(21) 및 상기 제2암(22)을 연결하는 관절부(10)를 포함하며, 상기 관절부(10)는, 상기 제1암(21)과 결합되며 구동축(210)을 가지는 회전구동부(200)와, 상기 회전구동부(200)의 구동축(210)에 결합되어 상기 구동축(210)의 회전속도를 감속시키며 상기 제1암(21)과 결합되어 상기 제1암(21)에 대하여 상기 제2암(22)을 회전시키는 감속부(300)를 포함하는 다관절 로봇에 있어서, 상기 회전구동부(200)의 구동축(210)에서 상기 감속부(300)에 대향되는 위치에 설치되어 상기 구동축(210)의 회전을 정지시키는 다관절 로봇의 브레이크장치로서, 원판 형상으로 형성되어 회전 중심에 상기 구동축(210)이 관통 설치되는 관통공(S)과, 외주면을 따라 경사면(111)이 형성되는 회전판플레이트(110)와; 상기 회전판플레이트(110)를 가압하여 상기 회전플레이트(110)가 상기 구동축(210)에 수직하는 방향으로 이동하며 상기 회전판플레이트(110)의 관통공(S)과 상기 구동축(210)의 외주면을 마찰시키는 가압부(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇암 브레이크장치를 개시한다.The present invention was created to achieve the object of the present invention as described above, and the present invention includes a first arm 21 and a second arm 22 rotatably installed with respect to the first arm 21. and a joint portion 10 connecting the first arm 21 and the second arm 22 so that the second arm 22 can rotate with respect to the first arm 21, and the joint portion (10) is coupled to the first arm 21 and has a drive shaft 210, a rotation drive unit 200, and is coupled to the drive shaft 210 of the rotation drive unit 200 to determine the rotation speed of the drive shaft 210. In the articulated robot including a deceleration unit 300 that decelerates the first arm 21 and rotates the second arm 22 with respect to the first arm 21, the rotation drive unit ( It is a brake device for an articulated robot that is installed at a position opposite to the reduction unit 300 on the drive shaft 210 of the 200 and stops the rotation of the drive shaft 210. It is formed in a disk shape and has the drive shaft ( A through hole (S) through which 210) is installed, and a rotating plate plate 110 having an inclined surface 111 formed along the outer peripheral surface; By pressing the rotating plate 110, the rotating plate 110 moves in a direction perpendicular to the driving shaft 210, and the through hole S of the rotating plate 110 and the outer peripheral surface of the driving shaft 210 are rubbed. Shiki discloses a robot arm brake device characterized by including a pressing part 120.

상기 회전구동부(200)는, 원통형상으로 형성되는 하우징(11)과; 상기 하우징(11)의 내부면을 따라 설치되는 고정자(220)와; 상기 고정자(220)와 대응되는 위치에 상기 구동축(210)의 외주면에 설치되는 회전자(230)를 포함할 수 있다.The rotation drive unit 200 includes a housing 11 formed in a cylindrical shape; A stator 220 installed along the inner surface of the housing 11; It may include a rotor 230 installed on the outer peripheral surface of the drive shaft 210 at a position corresponding to the stator 220.

상기 하우징(11)은, 상기 감속부(300)가 설치되는 일측에 대향되는 측면에 차폐판(12)이 형성 또는 설치될 수 있다.The housing 11 may have a shielding plate 12 formed or installed on a side opposite to one side where the reduction unit 300 is installed.

상기 회전판플레이트(110)는, 상기 하우징(11)의 내부에 설치되며, 상기 가압부(120)는 상기 하우징(11)의 외측에 설치될 수 있다.The rotating plate 110 may be installed inside the housing 11, and the pressing unit 120 may be installed outside the housing 11.

상기 회전판플레이트(110)는, 상기 경사면(111)와, 상기 구동축(210)의 외주면과 결합하는 허브부(112) 사이에 하나 이상의 블레이드부(113)가 형성 또는 설치될 수 있다.The rotating plate plate 110 may have one or more blade parts 113 formed or installed between the inclined surface 111 and the hub part 112 coupled to the outer peripheral surface of the drive shaft 210.

상기 가압부(120)는, 일단에 경사가 형성되는 가압부재(121)와; 상기 가압부재(121)가 상기 구동축(210) 방향을 따라 이동되도록 하는 가압부재 구동부(122)를 포함할 수 있다.The pressing portion 120 includes a pressing member 121 having an inclined end at one end; The pressing member 121 may include a pressing member driving unit 122 that moves along the direction of the driving shaft 210.

상기 하우징(11)의 타 측에는 상기 가압부재(121)의 제어 및 상기 회전구동부(200)의 제어를 위한 전장부(400)가 설치될 수 있다.An electrical unit 400 may be installed on the other side of the housing 11 to control the pressing member 121 and the rotation drive unit 200.

본 발명에 따른 다관절 로봇의 브레이크장치는 회전판플레이트를 가압하는 가압부의 가압에 의한 브레이크동작과, 마찰에 의한 브레이크동작이 동시에 이루어지며 슬립 현상의 발생을 저지함으로써 정지력 조절이 용이한 이점이 있다.The brake device of the articulated robot according to the present invention has the advantage of making it easy to control the stopping force by simultaneously performing the braking operation by the pressure of the pressing part that presses the rotating plate plate and the braking operation by friction and preventing the occurrence of slip phenomenon. .

또한, 본 발명에 따른 다관절 로봇의 브레이크장치는 경사지게 형성된 외주면을 구비한 회전플레이트와 회전플레이트의 외주면을 가압하여 회전축과 수직을 이루는 방향으로 가압하는 가압부를 포함하여 구성됨으로써 구조가 간단하여 제조비용이 절감될 수 있는 이점이 있다.In addition, the brake device of the articulated robot according to the present invention is composed of a rotating plate having an inclined outer peripheral surface and a pressurizing portion that presses the outer peripheral surface of the rotating plate in a direction perpendicular to the rotating axis, so the structure is simple and the manufacturing cost is reduced. This has the advantage of saving money.

또한, 본 발명에 따른 다관절 로봇의 브레이크장치는, 회전플레이트 및 가압부 만의 구성에 의하여 작은 공간에서도 구현 가능하여 소형 다관절 로봇에 적용이 용이한 이점이 있다.In addition, the brake device for an articulated robot according to the present invention has the advantage of being easy to apply to a small articulated robot because it can be implemented even in a small space due to the configuration of only the rotating plate and the pressurizing part.

또한, 본 발명에 따른 다관절 로봇의 브레이크장치는, 모터의 고정자 및 회전자가 설치된 하우징 내 회전플레이트가 설치되고, 회전플레이트의 회전 시 하우징 내부에 공기유동을 형성하기 위한 수단을 구비하여, 브레이크 동작에 더하여 모터의 내부에 공기유동을 형성하여 고정자 등을 냉각하는데 활용되어 모터의 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, the brake device of the articulated robot according to the present invention has a rotating plate installed in a housing where the stator and rotor of the motor are installed, and is provided with a means for forming an air flow inside the housing when the rotating plate rotates, thereby performing the braking operation. In addition, it can be used to cool the stator, etc. by forming air flow inside the motor, thereby improving the performance of the motor.

또한, 회전 플레이트 및 가압부의 구성을 모터를 이루는 하우징 내부에 설치하고, 모터 제어, 브레이크 제어, 회전축의 회전방향, 회전속도 등을 감지하기 위한 센서 등과 연결되는 회로기판이 설치된 전장부를 모터의 하우징 외측에 설치함으로써 전장부와 모터를 분리하여 모터 내부에 형성되는 전자기, 열 등이 전장부에 영향을 주는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.In addition, the rotating plate and pressurizing part are installed inside the housing that makes up the motor, and the electrical parts installed with the circuit board connected to motor control, brake control, sensors for detecting the rotation direction and speed of the rotating shaft, etc. are installed on the outside of the housing of the motor. By installing it in, there is an advantage of separating the electric part and the motor and preventing electromagnetism and heat formed inside the motor from affecting the electric part.

도 1은, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇암을 보여주는 개념도이다.
도 2는, 도 1에 설치되는 관절모듈을 보여주는 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는, 도 2에 설치되는 회전판플레이트와 가압부의 작동을 보여주는 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는, 도 1에 설치되는 회전판플레이트와 가압부의 작동을 A-A 방향에서 보여주는 측면도이다.
도 5는, 도 2에 설치되는 회전판플레이트의 변형 예를 보여주는 사시도 이다.1 is a conceptual diagram showing a robot arm according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view showing the joint module installed in Figure 1.
Figures 3a and 3b are cross-sectional views showing the operation of the rotating plate and pressurizing unit installed in Figure 2.
FIGS. 4A and 4B are side views showing the operation of the rotating plate and pressurizing unit installed in FIG. 1 in the AA direction.
Figure 5 is a perspective view showing a modified example of the rotating plate installed in Figure 2.

이하 본 발명에 따른 다관절 로봇의 브레이크장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the brake device of the articulated robot according to the present invention will be described with reference to the attached drawings.

본 발명에 따른 다관절 로봇의 브레이크장치는, 복수의 암들을 구비하고, 각 암들은 인접한 암에 대하여 상대 선형이동, 상대 회전이동 등이 가능한 다관절 로봇에 적용됨을 특징으로 한다.The brake device for an articulated robot according to the present invention is characterized in that it is applied to an articulated robot that has a plurality of arms, and each arm is capable of relative linear movement, relative rotational movement, etc. with respect to an adjacent arm.

여기서 다관절 로봇은, 일단이 구조물 등에 설치되며 타 단이 요구되는 기능의 수행을 위한 작동모듈, 예를 들면 볼트를 결합시키는 볼팅모듈, 용접을 수행하는 용접모듈, 대상물을 픽업하여 다른 위치로 이송하는 이송모듈 등 설계 목적에 따른 작동모듈이 결합될 수 있다.Here, one end of the articulated robot is installed on a structure, etc., and the other end is an operation module to perform the required function, for example, a bolting module to connect bolts, a welding module to perform welding, and pick up objects and transport them to another location. Operation modules depending on the design purpose, such as a transport module, can be combined.

예로서, 상기 다관절 로봇은, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1암(21)과, 제1암(21)에 대하여 회전 가능하게 설치되는 제2암(22)과, 제2암(22)이 제1암(21)에 대하여 회전 가능하도록 제1암(21) 및 제2암(22)을 연결하는 관절부(10)를 포함할 수 있다.As an example, the articulated robot includes a first arm 21, a second arm 22 rotatably installed with respect to the first arm 21, and a second arm 22, as shown in FIGS. 1 to 5. The second arm 22 may include a joint portion 10 connecting the first arm 21 and the second arm 22 so that the second arm 22 can rotate with respect to the first arm 21 .

제1암(21) 및 제2암(22)은, 다관절 로봇의 관절을 이루는 구성으로서 설계에 따라서 그 숫자 및 길이가 결정될 수 있다.The first arm 21 and the second arm 22 are joint components of the articulated robot, and their number and length may be determined depending on the design.

상기 관절부(10)는, 제2암(22)이 제1암(21)에 대하여 회전 가능하도록 제1암(21) 및 제2암(22)을 연결하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The joint portion 10 connects the first arm 21 and the second arm 22 so that the second arm 22 can rotate with respect to the first arm 21, and can have various configurations.

예로서, 상기 관절부(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1암(21)과 결합되며 구동축(210)을 가지는 회전구동부(200)와, 회전구동부(200)의 구동축(210)에 결합되어 구동축(210)의 회전속도를 감속시키며 제1암(21)과 결합되어 제1암(21)에 대하여 제2암(22)을 회전시키는 감속부(300)를 포함할 수 있다.For example, as shown in FIG. 2, the joint unit 10 includes a rotation drive unit 200 that is coupled to the first arm 21 and has a drive shaft 210, and a drive shaft 210 of the rotation drive unit 200. It may include a deceleration unit 300 that is coupled to reduce the rotational speed of the drive shaft 210 and is coupled to the first arm 21 to rotate the second arm 22 with respect to the first arm 21.

여기서 상기 감속부(300)는, 회전구동부(200)의 일측에 설치되어 제1암(21)에 대한 제2암(22)의 회전속도로 구동축(210)의 회전속도를 충분히 감속시키는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.Here, the reduction unit 300 is installed on one side of the rotation drive unit 200 and sufficiently reduces the rotation speed of the drive shaft 210 at the rotation speed of the second arm 22 with respect to the first arm 21. Various configurations are possible.

예로서 상기 감속부(300)는, 회전구동부(200)의 구동축(210)에 결합되어 기 구동축(210)의 회전속도를 감속시키며 제1암(21)과 결합되어 제1암(21)에 대하여 제2암(22)을 회전시킬 수 있다.As an example, the reduction unit 300 is coupled to the drive shaft 210 of the rotation drive unit 200 to reduce the rotation speed of the main drive shaft 210 and is coupled to the first arm 21 to operate the first arm 21. The second arm 22 can be rotated relative to the second arm 22.

또한 상기 감속부(300)는, 회전구동부(200)의 회전력을 감속시킬 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.Additionally, the reduction unit 300 can have any configuration as long as it can reduce the rotational force of the rotation drive unit 200.

그리고 상기 회전구동부(200)는, 제1암(21)과 결합되며 구동축(210)을 가지는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.In addition, the rotation drive unit 200 is coupled to the first arm 21 and has a drive shaft 210, and various configurations are possible.

예로서, 상기 회전구동부(200)는, 하우징(11)과; 하우징(11)의 내부면을 따라 설치되는 고정자(220)와; 고정자(220)와 대응되는 위치에 구동축(210)의 외주면에 설치되는 회전자(230)를 포함할 수 있다.For example, the rotation drive unit 200 includes a housing 11; A stator 220 installed along the inner surface of the housing 11; It may include a rotor 230 installed on the outer peripheral surface of the drive shaft 210 at a position corresponding to the stator 220.

상기 하우징(11)은, 내부에 고정자(220), 회전자(230) 등이 설치되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The housing 11 is configured to have a stator 220, a rotor 230, etc. installed therein, and various configurations are possible.

또한 상기 하우징(11)은, 고정자(220) 및 회전자(230)를 중심으로 감속부(300)가 설치되는 일측에 대향되는 타 측에 전장부(400)가 설치된 공간을 구획하는 차폐판(12)이 형성 또는 설치될 수 있다.In addition, the housing 11 includes a shielding plate ( 12) can be formed or installed.

상기 전장부(400)는, 가압부재(121)의 제어, 회전구동부(200)의 제어 등을 위한 구성으로서, 하나 이상의 회로기판으로 구성되는 등 다양한 구성이 가능하다.The electric unit 400 is a component for controlling the pressing member 121 and the rotation drive unit 200, and can have various configurations, such as being comprised of one or more circuit boards.

또한 상기 전장부(400)는, 구동축(210)의 회전방향, 회전량 등의 측정을 위한 센서와 연결되며 외부에 설치된 제어장치와의 통신을 위한 통신모듈이 설치되는 등 다양한 구성이 가능하다.In addition, the electrical unit 400 can be configured in various ways, such as being connected to a sensor for measuring the rotation direction and rotation amount of the drive shaft 210, and having a communication module installed for communication with an externally installed control device.

한편 상기 전장부(400)는, 복수의 전기소자로 구성되는바, 열 및 전자기에 에 취약한바, 앞서 설명한 바와 같이, 하우징(11)에 결합된 차폐판(12)에 의하여 열, 전자기 등이 차단될 수 있다.Meanwhile, the electrical unit 400 is composed of a plurality of electrical elements and is vulnerable to heat and electromagnetic radiation. As described above, heat, electromagnetism, etc. are blocked by the shielding plate 12 coupled to the housing 11. You may be blocked.

한편 상기 전장부(400)는, 회전구동부(200)를 중심으로 감속부(300)에 대향되는 위치에 설치됨이 바람직하다.Meanwhile, the electric unit 400 is preferably installed in a position opposite to the deceleration unit 300 with the rotation drive unit 200 as the center.

특히 상기 전장부(400)는, 상대적으로 잦은 유지보수를 요하는데, 회전구동부(200)를 중심으로 감속부(300)에 대향되는 위치에 설치되어 타 구성의 분리 작업 없이 감속부(300) 만의 분리가 가능하여 다관절 로봇의 유지보수가 용이한 이점이 있다.In particular, the electric unit 400 requires relatively frequent maintenance, and is installed in a position opposite to the reduction unit 300 with the rotation drive unit 200 as the center, so that the reduction unit 300 can be used without the need for separation of other components. It has the advantage of being detachable, making it easy to maintain the articulated robot.

구체적으로 상기 하우징(11)의 타 측에는 상기 가압부재(121)의 제어 및 상기 회전구동부(200)의 제어를 위한 전장부(400)가 설치될 수 있다.Specifically, an electric unit 400 may be installed on the other side of the housing 11 to control the pressing member 121 and the rotation drive unit 200.

상기 구동축(210)은, 회전구동부(200)의 회전구동에 의하여 제1암(21)과 결합되어 제1암(21)에 대한 제2암(22)의 회전을 회전구동하며, 후술하는 회전판플레이트(110)에 관통되도록 설치되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The drive shaft 210 is coupled to the first arm 21 by the rotation drive of the rotation drive unit 200 and rotationally drives the rotation of the second arm 22 with respect to the first arm 21, and uses a rotating plate to be described later. As a configuration installed to penetrate the plate 110, various configurations are possible.

한편 상기 회전구동부(200) 및 감속부(300)에 의한 제1암(21)에 대한 제2암(22)의 회전 제어에 있어서, 그 회전의 가감속에 더하여 회전을 감속하거나 정지시키기 위하여, 관절부(10)는, 회전구동부(200)의 구동축(210)에서 감속부(300)에 대향되는 위치에 설치되어 구동축(210)의 회전을 정지시키는 다관절 로봇의 브레이크장치를 추가로 포함한다.Meanwhile, in controlling the rotation of the second arm 22 with respect to the first arm 21 by the rotation drive unit 200 and the deceleration unit 300, in order to decelerate or stop the rotation in addition to acceleration/deceleration of the rotation, the joint unit (10) further includes a brake device of the articulated robot installed at a position opposite to the deceleration unit 300 on the drive shaft 210 of the rotation drive unit 200 to stop the rotation of the drive shaft 210.

상기 브레이크장치는, 회전구동부(200)의 구동축(210)에서 감속부(300)에 대향되는 위치에 설치되어 구동축(210)의 회전을 정지시키는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다,The brake device is installed at a position opposite to the deceleration unit 300 on the drive shaft 210 of the rotation drive unit 200 to stop the rotation of the drive shaft 210, and can be configured in various ways.

일 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 다관절 로봇의 브레이크장치는, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 원판 형상으로 형성되어 회전 중심에 구동축(210)이 관통 설치되는 관통공(S)과, 외주면을 따라 경사면(111)이 형성되는 회전판플레이트(110)와; 회전판플레이트(110)를 가압하여 회전플레이트(110)가 구동축(210)에 수직하는 방향으로 이동하며 회전판플레이트(110)의 관통공(S)과 구동축(210)의 외주면을 마찰시키는 가압부(120)를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the brake device of the articulated robot according to the present invention, as shown in Figures 2 to 5, is formed in a disk shape and has a through hole (S) through which the drive shaft 210 is installed at the center of rotation. And, a rotating plate 110 having an inclined surface 111 formed along the outer peripheral surface; A pressing unit 120 that pressurizes the rotating plate 110 so that the rotating plate 110 moves in a direction perpendicular to the driving shaft 210 and causes friction between the through hole S of the rotating plate 110 and the outer peripheral surface of the driving shaft 210. ) may include.

상기 회전판플레이트(110)는, 회전 중심에 구동축(210)이 관통 설치되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The rotating plate 110 has a drive shaft 210 installed through the rotation center, and various configurations are possible.

예로서, 상기 회전판플레이트(110)는, 전체 형상, 특히 외형이 원판 형상으로 형성될 수 있으며, 그 회전 중심에 구동축(210)이 관통되는 관통공간(S)이 형성되고 외주면을 따라 경사면(111)이 형성될 수 있다.For example, the rotating plate 110 may be formed in an overall shape, especially in an external shape, in a disk shape, and a penetration space S through which the drive shaft 210 penetrates is formed at the center of rotation, and an inclined surface 111 is formed along the outer peripheral surface. ) can be formed.

이때, 상기 관통공간(S)의 내경(101)은, 구동축(210)의 회전 시 회전판플레이트(110)가 함께 회전되면서 후술하는 가압부(120)의 작동에 의하여 구동축(210)의 외주면과 마찰되도록 구동축(210)의 직경보다 약간 크게 형성되는 것이 바람직하다.At this time, the inner diameter 101 of the through space (S) is in friction with the outer peripheral surface of the drive shaft 210 by the operation of the pressurizing portion 120, which will be described later, while the rotating plate plate 110 rotates together when the drive shaft 210 rotates. It is preferably formed to be slightly larger than the diameter of the drive shaft 210.

그리고 상기 회전판플레이트(110)는, 구동축(210)과 수직인 방향으로 이동이 가능하나 구동축(210) 방향으로는 이동되지 않는 것이 바람직한바, 하나 이상의 플레이트 고정부(130)에 의하여 구동축(210)에 결합될 수 있다.In addition, the rotating plate 110 is movable in a direction perpendicular to the drive shaft 210, but is preferably not moved in the direction of the drive shaft 210, and is fixed to the drive shaft 210 by one or more plate fixing parts 130. can be combined with

상기 플레이트 고정부(130)는, 회전판플레이트(110)가 구동축(210)의 축 방향으로 이동되는 것을 방지하기 위해 설치되는 구성으로 회전판플레이트(110)를 중심으로 상측 및 하측에 한 쌍으로 설치되는 등 다양한 구성이 가능하다. The plate fixing unit 130 is installed to prevent the rotating plate 110 from moving in the axial direction of the drive shaft 210, and is installed as a pair on the upper and lower sides around the rotating plate 110. Various configurations are possible.

여기서 상기 플레이트 고정부(130)는, 회전판플레이트(110)와 면 접촉이 발생됨과 아울러 구동축(210)과 수직인 방향으로 이동될 때 엔지니어링 플라스틱 등 마찰력이 발생될 수 있는바 그 마찰이 최소화되는 재질 및 구조를 가짐이 바람직하다.Here, the plate fixing part 130 is made of a material such as engineering plastic that can generate friction when surface contact is made with the rotating plate 110 and is moved in a direction perpendicular to the drive shaft 210, so that friction is minimized. It is desirable to have the structure:

예로서, 상기 플레이트 고정부(130)는, 한 쌍으로 설치되며, 한 쌍의 플레이트 고정부(130)는, 회전판플레이트(110)를 중심으로 구동축(210)의 축 방향을 따라 양 측에 각각 설치될 수 있다.For example, the plate fixing units 130 are installed as a pair, and the pair of plate fixing units 130 are located on both sides along the axial direction of the drive shaft 210 with the rotating plate 110 as the center. Can be installed.

이때, 상기 플레이트 고정부(130)는, 회전판플레이트(110)가 구동축(210)의 축 방향을 따라 이동되는 것을 방지하되, 회전판플레이트(110)가 구동축(210)의 반경방향을 따라 이동하는 것에는 영향을 주지 않도록 회전판플레이트(110)와 접하는 면에 마찰방지가공이 수행된 부재가 사용될 수 있다.At this time, the plate fixing unit 130 prevents the rotating plate 110 from moving along the axial direction of the driving shaft 210, but prevents the rotating plate 110 from moving along the radial direction of the driving shaft 210. A member that has been subjected to anti-friction processing on the surface in contact with the rotating plate 110 may be used so as not to affect the rotation plate 110.

상기 경사면(111)은, 회전판플레이트(110)의 외주면에 형성되어 후술하는 가압부(120)의 가압에 의하여 회전플레이트(110)가 구동축(210)에 수직하는 방향으로 이동하도록 형성되는 면으로서, 가압부(120)의 가압에 의하여 구동축(210)에 수직하는 방향으로 이동하도록 형성되는 면이면 어떠한 면도 가능하다.The inclined surface 111 is formed on the outer peripheral surface of the rotating plate 110 and is formed so that the rotating plate 110 moves in a direction perpendicular to the driving shaft 210 by pressure of the pressing part 120, which will be described later. Any surface is possible as long as it is formed to move in a direction perpendicular to the drive shaft 210 by the pressure of the pressing part 120.

예로서, 상기 경사면(111)은, 구동축(210) 방향의 수직단면에서 구동축(210)과 경사를 이루는 것이 바람직하며, 수직단면에서 단면 부분이 직선, 곡선 등 다양한 면이 가능하다.For example, the inclined surface 111 is preferably inclined with the drive shaft 210 in a vertical cross-section in the direction of the drive shaft 210, and the cross-sectional portion in the vertical cross-section may have various surfaces such as straight lines or curves.

한편, 상기 회전판플레이트(110)는, 구동축(210)과 결합되어 가압부(120)의 작동에 의하여 구동축(210을 멈출 수 있는 구조이면 어떠한 위치에 설치가 가능하다.Meanwhile, the rotating plate 110 can be installed in any position as long as it is coupled to the driving shaft 210 and has a structure that can stop the driving shaft 210 by the operation of the pressing part 120.

그런데 앞서 설명한 회전구동부(200)은, 회전 구동 시 회전자(230) 및 고정자(220)와의 전자기 작용에 의하여 회전되는바 하우징(11)과 같은 밀폐된 내부에 설치되어 열이 발생되고, 열에 의하여 부품의 열화, 내구성 저하 등 많은 문제점을 발생시킬 수 있다.However, the rotation drive unit 200 described above is rotated by electromagnetic action between the rotor 230 and the stator 220 when rotated, and is installed in a sealed interior such as the housing 11 to generate heat, and the heat This can cause many problems such as deterioration of parts and reduced durability.

이에, 상기 회전판 플레이트(110)는, 하우징(11) 내부에 설치되며 회전 시 하우징(11) 내부에서의 공기유동을 형성하기 위한 공기유동 형성수단이 구비될 수 있다.Accordingly, the rotating plate 110 is installed inside the housing 11 and may be provided with air flow forming means for forming an air flow inside the housing 11 when it rotates.

구체적으로, 상기 회전판플레이트(110)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 경사면(111)과, 구동축(210)에 결합되는 허브부(112)와, 경사면(111)이 형성된 부분 및 허브부(112)를 연결하며 회전 시 공기유동을 발생시키는 복수의 블레이드부(113)를 포함할 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 5, the rotating plate plate 110 includes an inclined surface 111, a hub portion 112 coupled to the drive shaft 210, a portion where the inclined surface 111 is formed, and a hub portion ( 112) and may include a plurality of blade parts 113 that generate air flow when rotating.

상기 허브부(112)는, 회전판플레이트(110)가 구동축(210)에 결합되는 구성으로서 다양한 구조가 가능하다.The hub portion 112 is a configuration in which the rotating plate plate 110 is coupled to the drive shaft 210, and various structures are possible.

상기 블레이드부(113)는, 경사면(111)이 형성된 부분 및 허브부(112)를 연결하며 회전 시 공기유동을 발생시키는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.The blade portion 113 connects the portion where the inclined surface 111 is formed and the hub portion 112 and can be configured to generate air flow when rotating.

한편 상기 회전판플레이트(110)는, 블레이드 구성 외에 상면 및 하면 중 적어도 일면에 형성될 돌기 등 다양한 공기유동 형성수단이 형성될 수 있다.Meanwhile, the rotating plate 110 may be formed with various airflow forming means, such as protrusions to be formed on at least one of the upper and lower surfaces in addition to the blade structure.

또한 상기 회전판플레이트(110)는, 공기유동의 형성 시 구동축(210) 방향으로의 공기유동의 원활한 형성을 위하여 구동축(210) 방향으로 관통형성되는 관통공, 개구, 슬롯 등 다양한 구조가 형성될 수 있다.In addition, the rotating plate plate 110 can be formed in various structures such as through holes, openings, and slots formed through the direction of the drive shaft 210 in order to smoothly form the air flow in the direction of the drive shaft 210 when forming the air flow. there is.

상기 가압부(120)는, 회전판플레이트(110)를 가압하여 회전플레이트(110)가 구동축(210)에 수직하는 방향으로 이동하며 회전판플레이트(110)의 관통공(S)과 구동축(210)의 외주면을 마찰시키기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하다.The pressurizing unit 120 presses the rotating plate 110 so that the rotating plate 110 moves in a direction perpendicular to the driving shaft 210 and moves the through hole S of the rotating plate 110 and the driving shaft 210. Various configurations are possible for friction on the outer peripheral surface.

예로서, 상기 가압부(120)는, 도 3a 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 경사면(111)을 가압하는 가압부재(121)와; 가압부재(121)가 구동축(210) 방향을 따라 이동되도록 하는 가압부재 구동부(122)를 포함할 수 있다.For example, the pressing unit 120 includes a pressing member 121 that presses the inclined surface 111, as shown in FIGS. 3A to 4B; The pressing member 121 may include a pressing member driving unit 122 that moves along the driving shaft 210 direction.

상기 가압부재(121)는, 경사면(111)을 가압하는 구성으로서 가압부재 구동부(122)와의 결합 및 구동 구조에 따라서 다양한 구성이 가능하다.The pressing member 121 is a component that presses the inclined surface 111, and various configurations are possible depending on the coupling and driving structure with the pressing member driving unit 122.

그리고 상기 가압부재(121)는, 경사면(111)과의 면 접촉이 이루어지도록 경사면(111)과 대향되는 면을 가지도록 형성될 수 있다.In addition, the pressing member 121 may be formed to have a surface opposing the inclined surface 111 so as to make surface contact with the inclined surface 111.

상기 가압부재 구동부(122)는, 가압부재(121)가 구동축(210) 방향을 따라 이동되도록 하는 구성으로서, 가압부재(121)를 선형 이동할 수 있는 구성이면, 솔레노이드, 선형액츄에이터 등 다양한 장치가 사용될 수 있다.The pressing member driving unit 122 is a configuration that allows the pressing member 121 to move along the direction of the driving shaft 210. If the pressing member 121 is configured to move linearly, various devices such as solenoids and linear actuators can be used. You can.

한편 상기 가압부재 구동부(122)는, 앞서 설명한 하우징(11)의 내부 또는 차폐판(12)에 설치되는 등 다양한 위치에서의 설치가 가능하다.Meanwhile, the pressing member driving unit 122 can be installed in various locations, such as installed inside the housing 11 or on the shielding plate 12 described above.

특히 상기 가압부재 구동부(122)는, 차폐판(12)에 설치됨으로써 제어 및 유지보수가 용이한 이점이 있다.In particular, the pressing member driving unit 122 has the advantage of being easy to control and maintain by being installed on the shield plate 12.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시 예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.Since the above is only a description of some of the preferred embodiments that can be implemented by the present invention, as is well known, the scope of the present invention should not be construed as limited to the above embodiments, and the scope of the present invention described above Both the technical idea and the technical idea underlying it will be said to be included in the scope of the present invention.

21: 제1암 22: 제2암
10: 관절부 200: 회전구동부
300: 감속부 110: 회전판플레이트
120: 가압부21: 1st arm 22: 2nd arm
10: Joint part 200: Rotation drive part
300: Reduction unit 110: Rotating plate
120: pressurizing part

Claims (7)

제1암(21)과, 상기 제1암(21)에 대하여 회전 가능하게 설치되는 제2암(22)과, 상기 제2암(22)이 상기 제1암(21)에 대하여 회전 가능하도록 상기 제1암(21) 및 상기 제2암(22)을 연결하는 관절부(10)를 포함하며,
상기 관절부(10)는, 상기 제1암(21)과 결합되며 구동축(210)을 가지는 회전구동부(200)와, 상기 회전구동부(200)의 구동축(210)에 결합되어 상기 구동축(210)의 회전속도를 감속시키며 상기 제1암(21)과 결합되어 상기 제1암(21)에 대하여 상기 제2암(22)을 회전시키는 감속부(300)를 포함하는 다관절 로봇에 있어서,
상기 회전구동부(200)의 구동축(210)에서 상기 감속부(300)에 대향되는 위치에 설치되어 상기 구동축(210)의 회전을 정지시키는 다관절 로봇의 브레이크장치로서,
원판 형상으로 형성되어 회전 중심에 상기 구동축(210)이 관통 설치되는 관통공(S)과, 외주면을 따라 경사면(111)이 형성되는 회전판플레이트(110)와;
상기 회전판플레이트(110) 중 상기 경사면(111)을 가압하여 상기 회전판플레이트(110)가 상기 구동축(210)에 수직하는 방향으로 이동하며 상기 회전판플레이트(110)의 관통공(S)과 상기 구동축(210)의 외주면을 마찰시키는 가압부(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇암 브레이크장치.A first arm 21, a second arm 22 rotatably installed with respect to the first arm 21, and the second arm 22 rotatable with respect to the first arm 21. It includes a joint portion (10) connecting the first arm (21) and the second arm (22),
The joint unit 10 is coupled to the first arm 21 and is coupled to a rotation drive unit 200 having a drive shaft 210, and is coupled to the drive shaft 210 of the rotation drive unit 200 to form the drive shaft 210. In an articulated robot including a deceleration unit 300 that reduces the rotational speed and is coupled to the first arm 21 to rotate the second arm 22 with respect to the first arm 21,
A brake device for an articulated robot installed at a position opposite to the deceleration unit 300 on the drive shaft 210 of the rotation drive unit 200 to stop the rotation of the drive shaft 210,
A through hole (S) formed in a disk shape through which the drive shaft 210 is installed at the center of rotation, and a rotating plate plate 110 having an inclined surface 111 formed along the outer peripheral surface;
By pressing the inclined surface 111 of the rotating plate 110, the rotating plate 110 moves in a direction perpendicular to the driving shaft 210, and the through hole S of the rotating plate 110 and the driving shaft ( A robot arm brake device comprising a pressing portion 120 that frictions the outer peripheral surface of the robot arm 210. 청구항 1에 있어서,
상기 회전구동부(200)는,
원통형상으로 형성되는 하우징(11)과;
상기 하우징(11)의 내부면을 따라 설치되는 고정자(220)와;
상기 고정자(220)와 대응되는 위치에 상기 구동축(210)의 외주면에 설치되는 회전자(230)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇암 브레이크장치.In claim 1,
The rotation drive unit 200,
A housing 11 formed in a cylindrical shape;
A stator 220 installed along the inner surface of the housing 11;
A robot arm brake device comprising a rotor (230) installed on the outer peripheral surface of the drive shaft (210) at a position corresponding to the stator (220). 청구항 2에 있어서,
상기 하우징(11)은,
상기 감속부(300)가 설치되는 일측에 대향되는 측면에 차폐판(12)이 형성 또는 설치되는 것을 특징으로 하는 로봇암 브레이크장치.In claim 2,
The housing 11 is,
A robot arm brake device, characterized in that a shielding plate (12) is formed or installed on a side opposite to one side where the reduction unit (300) is installed. 청구항 3에 있어서,
상기 회전판플레이트(110)는, 상기 하우징(11)의 내부에 설치되며, 상기 가압부(120)는 상기 하우징(11)의 외측에 설치되는 것을 특징으로 하는 로봇암 브레이크장치.In claim 3,
The rotating plate plate (110) is installed inside the housing (11), and the pressing part (120) is installed on the outside of the housing (11). 청구항 1에 있어서,
상기 회전판플레이트(110)는,
상기 경사면(111)와, 상기 구동축(210)의 외주면과 결합하는 허브부(112) 사이에 하나 이상의 블레이드부(113)가 형성 또는 설치되는 것을 특징으로 하는 로봇암 브레이크장치.In claim 1,
The rotating plate 110,
A robot arm brake device, characterized in that one or more blade parts 113 are formed or installed between the inclined surface 111 and the hub part 112 coupled to the outer peripheral surface of the drive shaft 210. 청구항 2에 있어서,
상기 가압부(120)는,
일단에 경사가 형성되는 가압부재(121)와;
상기 가압부재(121)가 상기 구동축(210) 방향을 따라 이동되도록 하는 가압부재 구동부(122)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇암 브레이크장치.In claim 2,
The pressing part 120 is,
A pressing member 121 having an inclination at one end;
A robot arm brake device comprising a pressing member driving unit 122 that causes the pressing member 121 to move along the direction of the driving shaft 210. 청구항 6에 있어서,
상기 하우징(11)의 타 측에는
상기 가압부재(121)의 제어 및 상기 회전구동부(200)의 제어를 위한 전장부(400)가 설치되는 것을 특징으로 하는 로봇암 브레이크장치.In claim 6,
On the other side of the housing (11)
A robot arm brake device, characterized in that an electric unit 400 is installed to control the pressing member 121 and the rotation drive unit 200.
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