KR20090044079A - Microminiature actuator module for pivot joint of robot - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈에 관한 것으로서, 로봇 관절의 회전운동을 위한 엑츄에이터에 있어서, 압전결정에 전압을 가하면 피에조 역 압전효과에 의해 고정자 샤프트에 설치된 이동자가 전진과 후진 운동이 이루어지는 피에조 엑츄에이터와; 상기 피에조 엑츄에이터의 이동자(13)에 일체형으로 부착되는 레크 기어와; 상기 래크 기어와 맞물려 회전되는 스퍼(Spur) 기어와; 상기 스퍼 기어와 일체로 결합된 회동핀에 고정되어 회동되게 설치되는 암과; 상기 피에조 엑츄에이터의 고정자 샤프트 양단을 지지하여 결합하고, 상기 스퍼 기어의 회동핀을 회동가능하게 지지하는 지지 브라켓과; 상기 이동자에 설치된 마그네트 및 마그네트의 위치를 감지하는 MR센서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an actuator module for a micro robot, in which an actuator for rotational movement of a robot joint includes a piezoelectric body in which a mover installed on a stator shaft is moved forward and backward by applying a piezoelectric piezoelectric effect to a piezoelectric crystal. An actuator; A rack gear integrally attached to the mover (13) of the piezo actuator; A spur gear that meshes with the rack gear and rotates; An arm fixedly installed to a pivot pin coupled to the spur gear integrally; A support bracket for supporting and coupling both ends of the stator shaft of the piezo actuator and rotatably supporting the pivot pin of the spur gear; It characterized in that it comprises a MR sensor for detecting the location of the magnet and the magnet installed in the mobile.

피에조, 엑츄에이터, 모듈, 회전, 선형, 위치검출, 초소형, 로봇, 관절 Piezo, Actuator, Module, Rotation, Linear, Positioning, Micro, Robot, Joint

Description

초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈{Microminiature actuator module for pivot joint of robot}Microminiature actuator module for pivot joint of robot

본 발명은 초소형 로봇 관절 엑츄 에이터에 관한 것으로서, 특히 피에조 엑츄에이터를 이용하여 초소형 로봇의 관절을 180도 회동시킬 수 있도록 한 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a micro robotic joint actuator, and more particularly, to a joint actuator module of a micro robot to rotate the joint of the micro robot 180 degrees by using a piezo actuator.

일반적으로 로봇의 어깨나 팔, 다리와 같이 움직임이 필요한 관절에는 스텝핑 모터를 이용하여 회동시키는 구조가 일반적이다.In general, a structure that rotates by using a stepping motor to a joint that requires movement, such as a shoulder, arm, or leg of a robot.

그런데 스텝핑 모터는 소형이라고 할지라도 사이즈가 10mm 이상의 직경으로서, 동력을 전달하기 위해서는 감속기어가 필요하고, 감속기어와 맞물리는 동작 대상물에도 기어가 구비되어야 하는 등 그 구조가 복잡함은 물론이고, 스텝핑 모터와 감속기어 등으로 인하여 사이즈를 줄이는데 한계가 있었다.However, even though the stepping motor is small, its size is 10 mm or more in diameter, it requires a reduction gear to transmit power, and a gear must also be provided to the moving object to be engaged with the reduction gear. Due to the reduction gear, there was a limit to reduce the size.

한편 초소형 엑츄에이터로서 피에조 세라믹 엑츄에이터가 알려져 있는데, 압전결정에 전압을 가하면 순식간에 압전 결정이 신축해서 변형을 발생하는 피에조 역 압전효과를 이용한 스트로크 엑츄에이터로서, 전진과 후진이 제어되는 엑츄에이터이다.Piezo-ceramic actuators are known as micro-actuators, which are stroke actuators using a piezo reverse piezoelectric effect in which a piezoelectric crystal is stretched and deformed in a moment when a voltage is applied to the piezoelectric crystal. The actuator is controlled to move forward and backward.

그러나, 로봇의 관절 운동은 전후진에 의한 직선 운동이 아니라 회전운동이어야 하므로 직접 피에조 엑츄에이터를 사용할 수 없었다.However, since the joint motion of the robot should be a rotational motion, not a linear motion by forward and backward, the piezo actuator could not be used directly.

본 발명의 목적은 피에조 엑츄에이터의 선형 운동을 회전 운동으로 변화시켜 회전운동의 구동이 필요한 초소형 기계나 로봇의 관절 등에 적용할 수 있는 피에조 엑츄에이터를 이용한 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide an actuator module for a micro robot using a piezo actuator that can be applied to a joint of a micro machine or a robot requiring a drive of the rotary motion by changing the linear motion of the piezo actuator into a rotary motion.

본 발명은 전후진이 제어되는 피에조 엑츄에이터의 선형 운동을 회전 운동으로 변경하여 회전운동에 의해 로봇을 움직일 수 있도록 한 로봇의 관절 구동용 엑츄에이터 모듈을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide an actuator module for driving a robot of the robot to change the linear motion of the piezo actuator controlled forward and backward to the rotational movement to move the robot by the rotational movement.

또한 본 발명은 관절의 회전 위치를 정확히 인지할 수 있도록 하여 로봇의 동작 제어를 정밀하게 제어할 수 있도록 하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to be able to accurately recognize the rotation position of the joint to precisely control the motion control of the robot.

본 발명에 의한 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈은,The actuator module for joints of a micro robot according to the present invention,

압전결정에 전압을 가하면 피에조 역 압전효과에 의해 고정자 샤프트에 설치된 이동자가 전진과 후진 운동이 이루어지는 피에조 엑츄에이터와; 상기 피에조 엑츄에이터의 이동자에 일체형으로 부착되는 레크 기어와; 상기 래크 기어와 맞물려 회전되는 스퍼(Spur) 기어와; 상기 스퍼 기어와 일체로 결합된 회동핀에 고정되어 회동되게 설치되는 암과; 상기 피에조 엑츄에이터의 고정자 샤프트 양단을 지지하여 결합하고, 상기 스퍼 기어의 회동핀을 지지하는 지지 브라켓으로 구성됨을 특징 으로 한다.A piezo actuator in which a mover installed in the stator shaft is moved forward and backward by applying a piezoelectric crystal to the piezoelectric reverse piezoelectric effect; A rack gear integrally attached to a mover of said piezo actuator; A spur gear that meshes with the rack gear and rotates; An arm fixedly installed to a pivot pin coupled to the spur gear integrally; It is characterized by consisting of a support bracket for supporting and coupling both ends of the stator shaft of the piezo actuator, and for supporting the rotation pin of the spur gear.

상기 래크 기어 및 상기 스퍼기어는, 래크 기어가 수평 이동될 때 스퍼기어가 회전되어 상기 암이 180도 회동이 가능하게 하는 수의 기어 형성된 것을 특징으로 한다.The rack gear and the spur gear are characterized in that the spur gear is rotated when the rack gear is horizontally moved so that the arm can be rotated 180 degrees.

여기서 상기 지지브라켓은, 별도의 구성없이 엑츄에이터 모듈이 설치되는 대상물에 지지되게 결합 구성할 수도 있다. 즉, 피에조 엑츄에이터의 샤프트 양단을 지지하도록 고정하고, 상기 회동핀이 회동가능하게 결합되는 구조만 제공하면 된다.Here, the support bracket may be configured to be coupled to support the object to which the actuator module is installed without a separate configuration. That is, it is necessary to fix to support both ends of the shaft of the piezo actuator, and to provide a structure in which the pivot pin is rotatably coupled.

상기 지지 브라켓의 상면에는 상기 래크 기어가 이동할 변위부가 오픈된 하우징 커버가 더 설치되어 구성됨을 특징으로 한다.The upper surface of the support bracket is characterized in that the housing cover is further installed is configured to open the displacement portion to move the rack gear.

또한, 본 발명은 상기 이동자의 위치를 검출하기 위한 위치 검출센서를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. 바람직하게는 이동자에 마그네트를 부착하고, 그 마그네트의 변위에 따라 두개의 MR센서의 감지 전압차가 발생되는 MR센서를 사용하여 위치 검출하도록 한다.In addition, the present invention is characterized in that it further comprises a position detection sensor for detecting the position of the mover. Preferably, a magnet is attached to the mover, and the position detection is performed using an MR sensor which generates a difference in sensing voltage between the two MR sensors according to the displacement of the magnet.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 초소형 로봇 관절 엑츄에이터 모듈은, 피에조 엑츄에이터의 샤프트 길이에 의해 제한되기는 하지만, 초소형 제작이 가능하며, 이때 이동자에 래크 기어를 설치하고, 래크 기어에 스퍼기어를 결합하여 스퍼기어의 회전에 의해 암을 회동시키도록 구성함으로써 로봇의 초소형 관절을 구성할 수 있게 된다.Although the micro robot joint actuator module according to the present invention configured as described above is limited by the shaft length of the piezo actuator, it is possible to manufacture a miniature, in which case the rack gear is installed on the mover and the spur gear is coupled to the rack gear. By configuring the arm to rotate by rotating the microminiature joint of the robot can be configured.

본 발명은 피에조 엑츄에이터의 직선 운동을 회전 운동으로 변환시켜 초소형 관절 엑츄에이터 모듈을 제공할 수 있게 된다. 이에 따라 회전 동작이 필요한 로봇 관절등에 적용할 수 있게 되고, 로봇의 관절을 초소형으로 구성할 수 있어서 초소형 로봇 제작이 가능해진다.The present invention can provide a very small joint actuator module by converting the linear motion of the piezo actuator into a rotary motion. Accordingly, it can be applied to robot joints, etc. requiring rotational motion, and the robot joint can be configured in a very small size, thereby making it possible to manufacture a very small robot.

또한 본 발명은 피에조 엑츄에이터의 이동자의 변위를 검출하여 위치검출을 할 수 있도록 함으로써, 암의 회전 각도를 원하는 각도로 제어할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention by detecting the displacement of the mover of the piezo actuator to detect the position, there is an effect that can control the rotation angle of the arm to a desired angle.

또한, 피에조 엑츄에이터의 구동 전원이 차단되어도 현재의 회전상태를 그대로 유지할 수 있으며, 외부의 힘에 의해 강제로 회전되었다 하더라도 한계치를 넘지않는한 고장이나 파손없이 다음 구동시 정상 운전이 가능해지는 효과가 있다.In addition, even if the driving power of the piezo actuator is cut off, the current rotation state can be maintained as it is, and even if it is forcibly rotated by external force, the normal operation can be performed at the next operation without failure or damage as long as it does not exceed the limit value. .

또한, 피에조 엑츄에이터를 이용하여 회전동력을 얻기 때문에 저전력 구동이 가능해지는 효과가 있다.In addition, since the rotational power is obtained by using the piezo actuator, there is an effect that low-power driving is possible.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈의 단면도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈의 상태설명을 위한 단면도이며, 도 4는 본 발명에 의한 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈의 사시도이다.1 is a cross-sectional view of the joint actuator module of the micro robot according to the present invention, Figures 2 and 3 are cross-sectional views for explaining the state of the joint actuator module of the micro robot according to the present invention, Figure 4 is A perspective view of an actuator module for a micro robot.

이에 도시된 바와 같이, 탄력성이 있는 메탈의 양면 또는 어느 한면에 피에조 일렉트릭 세라믹이 부착되어 전기배선이 연결된 머리부(11), 상기 머리부(11)의 중앙에 돌설되는 고정자 샤프트(12) 및 고정자 샤프트(12)에 결합 설치되는 이동자(13)로 이루어진 피에조 엑츄에이터(10)와; 상기 피에조 엑츄에이터(10)의 이동자(13)에 일체형으로 부착되는 레크 기어(20)와; 상기 래크 기어(20)와 맞물려 회전되는 스퍼(Spur) 기어(30)와; 상기 스퍼 기어(30)와 일체로 결합된 회동핀(50)에 고정되어 회동되게 설치되는 암(40)과; 상기 피에조 엑츄에이터(10)의 고정자 샤프트(11) 양단을 지지하여 결합하고, 상기 스퍼 기어(30)의 회동핀(50)을 회동가능하게 지지하는 지지 브라켓(60)으로 구성된다.As shown in the figure, a piezo electric ceramic is attached to both sides or one side of the elastic metal so that the electrical wiring is connected to the head 11, the stator shaft 12 and the stator protruding in the center of the head 11. A piezo actuator 10 composed of a mover 13 coupled to the shaft 12; A rack gear 20 integrally attached to the mover 13 of the piezo actuator 10; A spur gear 30 which meshes with the rack gear 20 and rotates; An arm 40 fixed to the pivot pin 50 integrally coupled with the spur gear 30 and installed to rotate; It consists of a support bracket (60) for supporting and coupling both ends of the stator shaft (11) of the piezo actuator (10), rotatably supporting the pivot pin (50) of the spur gear (30).

상기 래크 기어(20) 및 상기 스퍼기어(30)는, 래크 기어(20)가 수평 이동될 때 스퍼기어(30)가 회전되어 상기 암(40)이 180도 회동이 가능하게 하는 갯 수의 기어 형성된다.The rack gear 20 and the spur gear 30, the number of gears that the spur gear 30 is rotated when the rack gear 20 is moved horizontally to allow the arm 40 to rotate 180 degrees Is formed.

상기 지지 브라켓(60)의 상면에는 상기 래크 기어(20)가 이동할 변위부가 오픈된 하우징 커버(70)가 더 설치되어 구성된다.An upper surface of the support bracket 60 is further provided with a housing cover 70 in which a displacement portion to which the rack gear 20 is moved is opened.

상기 암(40)은, 외측단부에 결합홈이 형성되어 외부에서 로봇 팔을 삽입 결합 할 수 있도록 구성된다.The arm 40 is formed so that the coupling groove is formed at the outer end to insert the robot arm from the outside.

상기 피에조 엑츄이이터는, 압전기판 또는 전왜 기판(피에조 일렉트릭 세라믹)을 탄성체(금속)에 부착한 단일 또는 이중(uni 또는 bimorph)형태의 머리부(11)에 고정자 샤프트(12)를 부착하고 고정자 샤프트(12)에 이동자(13)가 탑재되어 압 전기판 또는 전왜기판의 굴곡 진동에 의해 선형적으로 움직이는 것으로서, 이는 한국 특허 0443638호(소형 압전/전왜 초음파 리니어 모터)등에 개시되어 있다.The piezo actuator includes a stator shaft 12 attached to a head 11 of a uni or bimorph form in which a piezoelectric plate or an electrostrictive substrate (piezo electric ceramic) is attached to an elastic body (metal). The mover 13 is mounted on the shaft 12 and moves linearly by bending vibration of the piezoelectric plate or the electrostrictive substrate, which is disclosed in Korean Patent No. 0443638 (small piezoelectric / electric distortion ultrasonic linear motor).

본 발명은 상기와 같은 피에조 엑츄에이터의 초소형 구조에서 선형운동을 회전운동으로 변형시켜 초소형 로봇 관절로 이용할 수 있도록 하는 것이다.The present invention is to transform the linear motion into a rotary motion in the micro-structure of the piezo actuator as described above to be used as a micro robot joint.

먼저, 피에조 엑츄에이터(10)를 구동시켜 이동자(13)가 이동되면, 상기 이동자(13)에 부착 고정된 래크기어(20)가 수평운동을 하게 되고, 상기 스퍼기어(30)는 회전운동을 하게 된다. 이에 따라 스퍼기어(30)의 회동핀(50)이 회동되면서 상기 회동핀(50)에 고정된 암(40)이 회동된다.First, when the mover 13 is moved by driving the piezo actuator 10, the rack gear 20 fixed to the mover 13 performs horizontal movement, and the spur gear 30 performs a rotational movement. Done. Accordingly, as the pivot pin 50 of the spur gear 30 is rotated, the arm 40 fixed to the pivot pin 50 is rotated.

따라서, 상기 피에조 엑츄에이터(10)의 이동자(13)의 이동 변위에 의거하여 래크 기어(20)의 이동 변위가 제어되고, 래크기어(30)의 이동량 만큼 스퍼기어(30)가 회전되어 암(40)을 회전시킨다. 이와 같이 본 발명에 의하면 피에조 엑츄에이터(10)를 구동시켜 암(40)을 도 1 내지 도 3과 같이 회동이 가능하게 되어 암(40)은 180도 회전이 가능하게 된다.Accordingly, the displacement of the rack gear 20 is controlled based on the displacement of the mover 13 of the piezo actuator 10, and the spur gear 30 is rotated by the amount of movement of the rack gear 30 so that the arm ( Rotate 40). As described above, according to the present invention, the piezo actuator 10 may be driven to rotate the arm 40 as shown in FIGS. 1 to 3, and the arm 40 may be rotated 180 degrees.

이때, 피에조 엑츄에이터의 구동 전원이 차단되어도 현재의 회전상태를 그대로 유지할 수 있으며, 외부의 힘에 의해 강제로 회전되었다 하더라도 기구적인 한계치를 넘지 않는 한 고장이나 파손없이 다음 구동시 정상 운전이 가능해진다.At this time, even if the driving power of the piezo actuator is cut off, the current rotation state can be maintained as it is, and even if it is forcibly rotated by an external force, normal operation is possible in the next operation without failure or damage as long as the mechanical limit is not exceeded.

여기서, 상기 피에조 엑츄에이터(10)의 크기가 직경 5mm이내이고, 길이가 10~20mm일때, 래크기어(30)와 스퍼기어(30) 및 암(40)을 결합한 전체 사이즈는 직경 10mm정도이고 길이가 15 ~ 25mm 정도로 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈을 구현시킬 수 있게 된다.Here, when the size of the piezo actuator 10 is less than 5mm in diameter, the length is 10 ~ 20mm, the combined size of the rack gear 30, the spur gear 30 and the arm 40 is about 10mm in diameter and the length It is possible to implement the actuator module for the joint of the micro robot about 15 ~ 25mm.

도 5는 본 발명에 의한 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈의 구동장치 설명도이다.5 is an explanatory view of a driving device of an actuator module for a joint of a micro robot according to the present invention.

상기 피에조 엑츄에이터(10)의 이동자(13)의 위치를 검출하기 위한 위치검출수단으로서, MR센서를 사용한다. 즉, 상기 피에조 엑츄에이터(10)의 이동자(110)에 부착되는 마그네트(110)와; 상기 마그네트(110)의 위치를 감지하기 위한 MR(Magnet register)센서(120)를 포함하여 이루어진다.As a position detecting means for detecting the position of the mover 13 of the piezo actuator 10, an MR sensor is used. That is, the magnet 110 is attached to the mover 110 of the piezo actuator 10; It includes a MR (Magnet register) sensor 120 for detecting the position of the magnet 110.

상기와 같은 구성의 엑츄에이터 모듈 구동 제어장치는 상기 MR센서(120)를 통해서 상기 이동자의 위치를 검출하는 위치 검출부(130)에서 이동자의 위치를 검출하고, 제어부(140)가 파형 생성부(170)를 통해서 상기 피에조 엑츄에이터(10)의 구동 파형을 생성하면 구동부(180)가 승압부(160)의 승압된 전압에 의거하여 상기 피에조 엑츄에이터(10)를 구동시키게 된다.The actuator module driving control device having the above-described configuration detects the position of the mover in the position detector 130 which detects the position of the mover through the MR sensor 120, and the controller 140 controls the waveform generator 170. When the driving waveform of the piezo actuator 10 is generated through the driving unit 180, the driving unit 180 drives the piezo actuator 10 based on the boosted voltage of the boosting unit 160.

상기 피에조 엑츄에이터(10)가 구동되어 이동자(13)가 이동하게 되면, 마그네트(110)의 위치가 이동되고, MR센서(120)는 마그네트(110)가 초기 기준위치에서 어느 한쪽으로 이동됨에 따라 양측의 전압차가 발생되고, 위치 검출부(130)가 MR센서의 양측 전위차에 의거하여 이동자(13)의 위치를 검출하는 방식이다. 이러한 MR센서를 이용한 위치 검출 방식은 알려진 방식이므로 상세한 설명은 생략한다.When the piezo actuator 10 is driven to move the mover 13, the position of the magnet 110 is moved, and the MR sensor 120 is both sides as the magnet 110 is moved to either side from the initial reference position. Is generated, and the position detection unit 130 detects the position of the mover 13 based on the potential difference between the two sides of the MR sensor. Since the position detection method using the MR sensor is a known method, detailed description thereof will be omitted.

본 발명에서는 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈을 구성할 때, MR센서를 이용하여 이동자(130)의 위치를 검출함으로써, 암(40)의 회전 각도를 제어부가 인식하여 원하는 각도로 제어할 수 있게 되는 것이다.In the present invention, when configuring the actuator module for the micro robot joint, by detecting the position of the mover 130 using an MR sensor, the control unit recognizes the rotation angle of the arm 40 to be controlled to the desired angle will be.

본 발명에서는 상기 피에조 엑츄에이터 모듈이 초소형 구조이므로, 마그네 트(110)를 이동자(13)에 부착 설치하고, 상기 마그네트(110)의 위치를 검출하기 위한 MR센서(120)는 상기 지지 브라켓(50)의 바닥면에 센서 삽입부를 천공하여 MR센서(120)를 삽입 결합하는 구조로 구성하여 사이즈를 최소화한다.In the present invention, since the piezo actuator module is a very small structure, the magnet 110 is attached to the mover 13, and the MR sensor 120 for detecting the position of the magnet 110 is the support bracket 50. Minimize the size by puncturing the sensor insert on the bottom surface of the structure by inserting and coupling the MR sensor 120.

이와 같이 본 발명에 의한 피에조 엑츄에이터 모듈은 그 사이즈가 15 ~ 30mm 정도로 초소형 구조로서 제작될 수 있으며, 선형 운동을 회전운동으로 변경하여 초소형 로봇의 관절 등에 활용할 수 있고, 피에조 엑츄에이터를 이용하기 때문에 저전력으로 관절의 회전 운동을 구동시킬 수 있으며, 구동전압이 오프된 상태에서도 회전된 위치를 유지할 수 있게 된다.As described above, the piezo actuator module according to the present invention may be manufactured as a micro structure having a size of about 15 to 30 mm, and may be utilized as a joint of a micro robot by changing the linear motion into a rotational motion, and using a piezo actuator, so that It is possible to drive the rotational motion of the joint, it is possible to maintain the rotated position even when the drive voltage is off.

도 1은 본 발명에 의한 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈의 단면도.1 is a cross-sectional view of an actuator module for a joint of a micro robot according to the present invention.

도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈의 상태설명을 위한 단면도.2 and 3 are cross-sectional views for explaining the state of the actuator module for the joint of the micro robot according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈의 사시도.Figure 4 is a perspective view of the actuator module for the joint of the micro robot according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈의 구동장치 구성도.Figure 4 is a block diagram of the drive device of the actuator module for the joint of the micro robot according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 피에조 엑츄에이터 11 : 머리부10: piezo actuator 11: head

12 : 고정자 샤프트 13 : 이동자12: stator shaft 13: mover

20 : 래크기어 30 : 스퍼기어20: rack gear 30: spur gear

40 : 암 50 : 회동핀40: arm 50: rotating pin

60 : 지지 브라켓 70 : 하우징 커버60: support bracket 70: housing cover

110 : 마그네트 120 : MR센서110: magnet 120: MR sensor

130 : 위치검출부 140 : 제어부130: position detection unit 140: control unit

150 : 전원부 160 : 승압부150: power supply unit 160: boosting unit

170 : 파형 생성부 180 : 구동부170: waveform generator 180: driver

Claims (6)

로봇 관절의 회전운동을 위한 엑츄에이터에 있어서,In the actuator for the rotational motion of the robot joint, 압전결정에 전압을 가하면 피에조 역 압전효과에 의해 고정자 샤프트(12)에 설치된 이동자(13)가 전진과 후진 운동이 이루어지는 피에조 엑츄에이터(10)와;A piezo actuator 10 in which the mover 13 installed on the stator shaft 12 is moved forward and backward by applying a voltage to the piezoelectric crystal; 상기 피에조 엑츄에이터(10)의 이동자(13)에 일체형으로 부착되는 레크 기어(20)와;A rack gear 20 integrally attached to the mover 13 of the piezo actuator 10; 상기 래크 기어(20)와 맞물려 회전되는 스퍼(Spur) 기어(30)와;A spur gear 30 which meshes with the rack gear 20 and rotates; 상기 스퍼 기어(30)와 일체로 결합된 회동핀(50)에 고정되어 회동되게 설치되는 암(40)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈.Actuator module for a micro robot, characterized in that it comprises an arm 40 is fixed to the rotation pin 50 is integrally coupled to the spur gear 30 is installed to rotate. 제 1 항에 있어서, 상기 피에조 엑츄에이터(10)의 고정자 샤프트(11) 양단을 지지하여 결합하고, 상기 스퍼 기어(30)의 회동핀(50)을 회동가능하게 지지하는 지지 브라켓(60)을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈.The support bracket (60) of claim 1, further comprising a support bracket (60) which supports and couples both ends of the stator shaft (11) of the piezo actuator (10) and pivotally supports the pivot pin (50) of the spur gear (30). Actuator module for a micro robot, characterized in that configured to include. 제 2 항에 있어서, 상기 지지 브라켓(60)의 상면에는 상기 래크 기어(20)가 이동할 변위부가 오픈된 하우징 커버(70)가 더 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈.3. The actuator module for a micro robot according to claim 2, wherein a housing cover (70) having a displacement part to which the rack gear (20) is opened is further installed on an upper surface of the support bracket (60). 제 1 항에 있어서, 상기 래크 기어(20) 및 상기 스퍼기어(30)는,The method of claim 1, wherein the rack gear 20 and the spur gear 30, 래크 기어(20)가 수평 이동될 때 스퍼기어(30)가 회전되어 상기 암(40)이 180도 회동이 가능하게 하는 갯 수의 기어치가 형성된 것을 특징으로 하는 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈.When the rack gear 20 is horizontally moved, the spur gear 30 is rotated so that the number of gears for the arm 40 is 180 degrees rotation is formed, characterized in that the joint actuator module for a micro robot. 제 1 항에 있어서, 상기 이동자(13)의 변위 위치를 검출하기 위한 위치 검출수단이 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈.The actuator module for a joint of a micro robot according to claim 1, further comprising a position detecting means for detecting a displacement position of said mover (13). 제 5 항에 있어서, 상기 위치 검출 수단은,The method of claim 5, wherein the position detecting means, 상기 이동자(13)에 부착되는 마그네트(110)와;A magnet (110) attached to the mover (13); 상기 마드네트(110)에 대응되게 설치되어 마그네트(110)의 위치 변위에 따른 전압차를 검출하는 MR센서(120)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈.  It is installed corresponding to the magnet 110, the actuator module for the joint of the micro robot, characterized in that it comprises a MR sensor 120 for detecting the voltage difference according to the position displacement of the magnet (110).
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