KR20070101538A

KR20070101538A - 로봇용 관절모듈

Info

Publication number: KR20070101538A
Application number: KR1020060032681A
Authority: KR
Inventors: 김준형
Original assignee: 주식회사 로보쓰리
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2007-10-17

Abstract

본 발명은 컨트롤러의 지시에 따라 일정한 움직임을 하는 로봇의 관절의 구성을 단순화하고 조립 및 수리가 용이하도록 발명한 것으로, 기어박스(10), 감속모터(20), 연장관(22) 및 링크(30)를 순차적으로 결합하여 하나의 로봇용 관절모듈(1)을 구성한 것으로,

기어박스(10)는 종동베벨기어(12)를 회전축(13)에 끼워 기어박스(10) 내부에 구성하고, 회전축(13)을 기어박스(10)를 관통하여 외부로 돌출하고, 회전축(13)의 끝단에 볼트관통구멍(15)이 형성된 고정판((14)을 구성하며,

감속모터(20)는 기어박스(10)의 종동베벨기어(12)를 맞물어 구동할 수 있도록 구동베벨기어(21)를 구성하고,

일정길이의 연장관(22)은 링크(30)와 감속모터(20) 사이에 구성하며,

"ㄷ" 형태의 링크(30)는 상, 하 양면에 회전축끼움구멍(31)과 볼트체결구멍(32)을 형성하고,

상기 기어박스(10), 감속모터(20) 및 링크(20)의 사방에 각각 볼트관통구멍(17, 27, 37)을 형성하여,

기어박스(10), 감속모터(20), 연장관(22) 및 링크(30)를 순차적으로 결합한 후 볼트관통구멍(17, 27, 37)에 연결볼트(23)로 체결하여 하나의 모듈로 구성한 것을 특징으로 하는 로봇용 관절모듈(1)에 관한 것이다.

관절모듈, 로봇, 감속모터, 기어박스, 링크

Description

로봇용 관절모듈 {joint module for robot}

도 1은 본 발명 로봇용 관절모듈이 분해된 상태를 예시한 일부 단면 사시도

도 2는 본 발명 로봇용 관절모듈을 서로 연결하는 상태를 나타낸 사시도

도 3은 본 발명 로봇용 관절모듈을 서로 연결하여 작동하는 상태를 나타낸 사시도

도 4는 종래의 로봇용 관절모듈을 나타낸 사시도

도 5는 본 발명 로봇용 관절모듈을 로봇의 팔에 적용한 상태를 예시한 사시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1: 관절모듈

2: 감속모터

10: 기어박스

12: 종동베벨기어

13: 회전축

14: 고정판

15: 볼트관통구멍

16: 멈칫돌기

17: 볼트관통구멍

20: 감속모터

21: 구동베벨기어

22: 연장관

23: 연결볼트

27: 볼트관통구멍

30: 링크

31: 회전축끼움구멍

32: 볼트체결구멍

33: 볼트

37: 볼트관통구멍

40: 몸체

41: 감속모터

42: 구동풀리

43: 종동풀리

44: 벨트

45: 연결대

46: 연결홈

본 발명은 컨트롤러의 지시에 따라 일정한 움직임을 하는 로봇용 관절모듈에 관한 것이다.

로봇은 인간을 흉내 내어 인간이 할 수 있는 일을 대신 수행하는 것으로, 생산 시설에서 제품을 생산하는 산업용 로봇과, 세탁이나 요리 또는 청소를 돕는 가정용 로봇으로 구분할 수 있다. 이러한 로봇은 인간과 유사한 행동을 하기 위해서 사람의 관절과 같은 다양한 관절을 가지고 이 관절을 작동하여 사람처럼 걷거나 물건을 집어 올리거나 하는 동작을 할 수 있다.

이러한 종래의 로봇용 관절의 구성을 도 4를 예시하여 설명하면 다음과 같다.

종래의 로봇용 관절은 몸체(40)의 한쪽 면에 종동풀리(43)의 축이 연결된 연결대(45)와, 다른 면에 또 다른 몸체(40)의 연결대(45)가 끼워져 몸체(40)가 회전가능하도록 연결홈(46)을 형성하고,

몸체(40)의 한쪽에 감속모터(41)와 연결된 구동풀리(42)와, 다른 쪽에 또 다른 몸체(40)의 연결대(45)와 축이 결합되는 종동풀리(43)를 구성하며, 구동풀리(42)와 종동풀리(43)를 연결되는 벨트(44)가 구성된다.

이러한 구성의 몸체(40)는 또 다른 몸체(40)의 연결대(45)를 연결홈(46)에 삽입한 후, 종동풀리(43)의 축에 끼워 고정하여, 몸체(40)와 몸체(40)를 연결한다.

그리고 감속모터(41)를 작동하여 구동풀리(42)를 회전시키면 다른 몸체(40)의 연결대(45)에 축이 고정된 종동풀리(43)는 고정되어 있기 때문에 그에 따라 회 전하는 벨트(44)로 인하여 몸체(40)가 회전하게 되어 로봇용 관절의 기능을 가지게 된다.

그러나 이러한 종래의 로봇용 관절은 다음과 같은 문제가 있었다.

먼저, 구,종동풀리(42,43), 벨트(44) 및 감속모터(41)가 외부에 노출되어 미관이 떨어지고, 벨트(44)가 미끄러질 경우 동작에 오차가 발생하며, 벨트(44)에 손가락이 끼는 등 안전사고의 위험이 있고, 로봇용 관절이 모듈화되어 있지 않아 분해나 조립이 어려운 단점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 발명한 것으로, 미관이 수려하고, 정확한 동작이 이루어지도록 하며, 고장의 발생을 줄이고, 분해, 조립이 간단하도록 구성하여 생산비를 절감하는 로봇용 관절모듈을 제공하는 데 있다.

본 발명 로봇용 관절모듈(1)은 기어박스(10), 감속모터(20), 연장관(22) 및 링크(30)가 연결볼트(23)에 의해 순차적으로 결합하여 하나의 모듈로 구성하는 것으로 이에 대한 상세한 구성을 도 1을 따라 설명하면 다음과 같다.

먼저, 기어박스(10)는 감속모터(20)의 구동베벨기어(21)에 맞물려 구동하는 종동베벨기어(12)를 회전축(13)에 끼워 기어박스(10) 내부에 구성하며,

상기 회전축(13)은 또 다른 관절모듈(1)의 링크(30)가 끼워져 결합할 수 있 도록 회전축(13)을 기어박스(10)를 관통하여 외부로 돌출하고, 그 끝단에 볼트관통구멍(15)이 형성된 고정판((14)을 구성하며,

고정판(14) 주위의 기어박스(10)에 회전축(13)과 결합하여 회전하는 링크(30)의 회전을 멈출 수 있도록 멈칫돌기(16)를 구성하며

기어박스(10)와의 결합면 사방에 연결볼트(23)가 관통할 수 있도록 볼트관통구멍(17)을 형성한다.

감속모터(20)의 결합면 사방에 연결볼트(23)가 관통할 수 있도록 볼트관통구멍(27)을 형성한다.

연장관(22)은 링크(30)와 감속모터(20) 사이에 위치되어 관절모듈(1)의 길이를 결정하는 것으로 필요한 길이만큼 사용한다.

링크(30)는 관절모듈(1)과 관절모듈(1)을 서로 연결하기 위하여 "ㄷ"자 형태로 형성되며, 상, 하 양면에 기어박스(10)의 회전축(13)에 끼워져 결합하도록 회전축끼움구멍(31)과 볼트체결구멍(32)을 형성하며,

링크(30)와의 결합면 사방에 연결볼트(23)가 관통할 수 있도록 볼트관통구멍(37)을 형성한다.

상기와 같이 구성된 기어박스(10)에 구, 종동베벨기어(21, 12)가 맞물리도록 감속모터(20)를 결합하고, 연장관(22)의 한쪽에 감속모터(20)와,다른 쪽에 링크(30)를 결합한 뒤 연결볼트(23)를 각 볼트관통구멍 (37,27,17)에 관통시켜 너트 로 체결하여 하나의 로봇용 관절모듈(1)을 구성한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시 예를 도 2를 따라 설명하면 다음과 같다.

관절모듈(1)의 링크(30)에 형성된 회전축끼움구멍(31)에 또 다른 관절모듈(1)의 기어박스(10)에 돌출된 회전축(13)을 끼우고, 볼트관통구멍(15)에 볼트(33)를 관통시켜 볼트체결구멍(32)에 체결하여, 관절모듈(1)과 관절모듈(1)을 서로 연결한다.

이상과 같이 관절모듈(1)과 관절모듈(1)을 서로 연결하고 도 2 및 도 3에서와 같이 감속모터(20)를 구동하면 구동베벨기어(21)가 회전하게 되고, 이와 맞물린 종동베벨기어(12)는 회전축(13)이 상대측 링크(30)에 고정되어 있기 때문에 구동베벨기어(21)가 종동베벨기어(12)의 축을 중심으로 공전하게 되므로 이에 따라 관절모듈(1)이 회전하게 된다.

상기 링크(30)는 부착 방향에 따라 상, 하 또는 좌, 우 회전이 되며, 멈칫돌기(16)를 적당한 위치에 끼우거나 빼어 관절이 작동하는 각도를 제어할 수 있다.

또한, 사용자가 연장관(22)의 길이를 선택하여 부착이 가능하므로 관절모듈(1) 전체의 길이를 선택할 수 있다.

본 발명 구성인 기어박스(10) 내에 구성된 구, 종동베벨기어(21, 12)는 필요에 따라 웜 기어 등 다양한 기어를 선택적으로 사용할 수 있으며 이 역시 본 발명의 권리범위에 속한다.

결국, 본 발명의 요지는 기어박스(10)는 종동베벨기어(12)를 회전축(13)에 끼워 기어박스(10) 내부에 구성하고, 회전축(13)을 기어박스(10)를 관통하여 외부로 돌출하고, 회전축(13)의 끝단에 볼트관통구멍(15)이 형성된 고정판((14)을 구성하며,

기어박스(10), 감속모터(20), 연장관(22) 및 링크(30)를 순차적으로 결합한 후 볼트관통구멍(17, 27, 37)에 연결볼트(23)로 체결하여 하나의 모듈로 구성한 것을 특징으로 하는 로봇용 관절모듈(1)인 것이다.

본 발명 로봇용 관절모듈(1)은 기어박스(10), 감속모터(20), 연장관(22) 및 링크(30)을 구성하여 이를 순차적으로 결합하여 하나의 모듈로 구성한 것으로 해당 구성품을 교체할 경우 작동 토크, 기능, 길이, 색상 및 디자인 등을 간단히 교체할 수 있으며,

조립이 단순하여, 생산비가 절감되고, 고장 발생이 적으며, 고장이 나면 진단이 쉽고, 수리, 교체가 용이한 장점이 있다.

또한, 감속모터(20)의 구동력을 베벨기어(21, 12)로 전달하여 관절모듈(1)이 작동하기 때문에 정확한 동작이 가능한 장점과 함께 구성이 단순하여 가정용 및 산업용 로봇 전반에 걸쳐 사용할 수 있는 장점이 많은 발명이다.

Claims

로봇용 관절모듈에 있어서,

기어박스(10)는 종동베벨기어(12)를 회전축(13)에 끼워 기어박스(10) 내부에 구성하고, 회전축(13)을 기어박스(10)를 관통하여 외부로 돌출하고, 회전축(13)의 끝단에 볼트관통구멍(15)이 형성된 고정판((14)을 구성하며,

감속모터(20)는 기어박스(10)의 종동베벨기어(12)를 맞물어 구동할 수 있도록 구동베벨기어(21)를 구성하고,

일정길이의 연장관(22)은 링크(30)와 감속모터(20) 사이에 구성하며,

"ㄷ" 형태의 링크(30)는 상, 하 양면에 회전축끼움구멍(31)과 볼트체결구멍(32)을 형성하고,

상기 기어박스(10), 감속모터(20) 및 링크(20)의 사방에 각각 볼트관통구멍(17, 27, 37)을 형성하여,

기어박스(10), 감속모터(20), 연장관(22) 및 링크(30)를 순차적으로 결합한 후 볼트관통구멍(17, 27, 37)에 연결볼트(23)로 체결하여 하나의 모듈로 구성한 것을 특징으로 하는 로봇용 관절모듈.