KR20100085679A

KR20100085679A - Robot of cable coupling

Info

Publication number: KR20100085679A
Application number: KR1020090005094A
Authority: KR
Inventors: 조재호; 천정우
Original assignee: (주)다사로봇
Priority date: 2009-01-21
Filing date: 2009-01-21
Publication date: 2010-07-29

Abstract

PURPOSE: A cable coupling device for a robot is provided to prevent the rotary motion of one unit from being interfered by a cable when one unit among multiple units is rotated. CONSTITUTION: A cable coupling device for a robot comprises first and second units(10,20), a connection shaft(30), and a cable(40). The first and second units mechanically form a robot. Both ends of the connection shaft are coupled to the first and second units. The cable is coupled to the first and second units and is wound around the connection shaft. When the first unit or the second unit is rotated, the cable is wound around the connection shaft to be separated from the connection shaft.

Description

Robot Cable Coupling

본 발명은 로봇의 케이블 연결장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로봇의 고정부와 회전부를 이어주는 케이블의 꼬임을 방지할 수 있는 로봇의 케이블 연결장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cable connecting device of the robot, and more particularly to a cable connecting device of the robot that can prevent the twisting of the cable connecting the fixed part and the rotating part of the robot.

일반적으로, 로봇은 구조를 형성하는 기구장치와, 이를 제어하는 제어장치 및 동력공급원으로 구성된다. In general, a robot is composed of a mechanical device forming a structure, a control device and a power supply source for controlling the robot.

여기서, 기구장치의 경우에는 각 기구장치들이 수행해야하는 동작들을 구현하기 위한 제어신호 또는 동력신호를 전송받도록 각종 배선으로 연결된다.In this case, in the case of the instrument apparatus, various wirings are connected to receive a control signal or a power signal for implementing operations to be performed by each instrument apparatus.

도 1은 종래 로봇의 케이블 연결장치의 개략도이다. 도 1을 참조하면, 종래 로봇은 로봇의 구조를 구성하며 다양한 동작을 수행하는 기구장치(100)인 제1유닛(110), 제2유닛(120)을 포함하고, 상기 제1유닛(110)과 제2유닛(120)은 연결축(130)의 양단이 결합되어 상호 연결되며, 상기 제1유닛(110)과 제2유닛(120)에는 케이블(140)의 양단이 결합되어 있다. 실제로는 복수 개의 유닛들이 결합되지만 이해를 돕기 위해 두 개의 유닛으로 구성된 형태만을 도시하였다.1 is a schematic diagram of a cable connection device of a conventional robot. Referring to FIG. 1, a conventional robot includes a first unit 110 and a second unit 120, which are mechanism devices 100 that constitute a structure of a robot and perform various operations, and the first unit 110. Both ends of the second unit 120 and the connecting shaft 130 are coupled to each other, and both ends of the cable 140 is coupled to the first unit 110 and the second unit 120. In practice, a plurality of units are combined, but only two units are shown for clarity.

여기서, 연결축(130)의 양단에 결합된 제1유닛(110) 또는 제2유닛(120) 중 적어도 어느 하나는 회전하거나 고정되어 있다.Here, at least one of the first unit 110 or the second unit 120 coupled to both ends of the connecting shaft 130 is rotated or fixed.

이때, 케이블(140)은 제1유닛(110)과 제2유닛(120)과 결합하여 소정의 전기적 제어신호를 전달할 수 있도록 결합될 수도 있고, 제1유닛(110)과 제2유닛(120)에 전기적으로 결합되지 않고, 연장선 상에 있는 다른 유닛(미도시)과 결합되는 중간에 케이블(140)이 상기 다른 유닛의 기구적 운동에 간섭을 일으키지 않도록 제1유닛(110) 또는 제2유닛(120)에 결합될 수도 있다.In this case, the cable 140 may be coupled to the first unit 110 and the second unit 120 to transmit a predetermined electrical control signal, or the first unit 110 and the second unit 120. The first unit 110 or the second unit (not electrically coupled to the other, so that the cable 140 does not interfere with the mechanical movement of the other unit in the middle of being coupled with other units (not shown) on the extension line) 120).

그런데, 연장선 상에 있는 다른 유닛들과 결합될 때는 케이블(140)의 양단이 고정되어 있는 경우를 감안하여 케이블(140)의 길이를 설정할 수 있으나, 상기 제1유닛(110) 또는 제2유닛(120) 중 적어도 어느 하나가 회전하는 유닛인 경우에는 케이블(140)의 길이를 회전하는 유닛의 회전운동에 따라 케이블(140)이 단선되지 않도록 적당한 길이의 케이블(140)을 확보하여 자연스럽게 늘어지도록 결합하여야만 했다.However, when combined with other units on the extension line, the length of the cable 140 may be set in consideration of the case where both ends of the cable 140 are fixed, but the first unit 110 or the second unit ( If at least one of the 120 is a rotating unit to secure the cable 140 of a suitable length so that the cable 140 is not disconnected in accordance with the rotational movement of the rotating unit of the length of the cable 140 is coupled to stretch naturally I had to.

그러나, 각 유닛 간의 결합 시에 케이블(140)이 움직일 수 있는 공간을 미리 예상하여 확보하여야 하기에는 어려움이 있었을 뿐만 아니라, 자연스럽게 늘어지도록 설치된 케이블(140)은 회전하는 유닛의 회전운동에 따라 어느 방향으로 늘어지는지를 예상하는데 어려움이 있어 내부의 타부품의 운동에 간섭을 일으키는 문제가 발생하였다.However, it is not only difficult to predict and secure a space in which the cable 140 can move in advance when the units are combined, and the cable 140 installed to naturally stretch in any direction according to the rotational movement of the rotating unit. Difficult to predict whether the sag caused a problem that interferes with the movement of the other parts inside.

또한, 케이블(140)이 결합된 유닛들 중 적어도 어느 하나의 회전운동에 의해 케이블(140)의 양단은 서로 반대방향으로 회전하게 되어 케이블(140)에 스트레스가 가중되어 단선이 쉽게 발생하는 문제가 있었다.In addition, both ends of the cable 140 are rotated in opposite directions by the rotational movement of at least one of the units to which the cable 140 is coupled, which causes stress to the cable 140 and easily causes disconnection. there was.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 로봇을 구성하는 복수의 유닛 중 어느 하나가 회전할 때 상기 복수의 유닛을 상호 연결하는 케이블이 상기 회전하는 유닛의 회전운동에 간섭을 일으키지 않을 수 있는 로봇의 케이블 연결장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a conventional problem, and when any one of the plurality of units constituting the robot rotates, a cable connecting the plurality of units to the rotational movement of the rotating unit. The present invention provides a cable connection device for a robot that may not cause interference.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 로봇을 기구적으로 구성하는 제1유닛과 제2유닛; 상기 제1유닛과 상기 제2유닛에 양단이 결합되는 연결축; 상기 제1유닛과 상기 제2유닛에 결합되며, 상기 연결축을 따라 감겨지되 상기 제1유닛 또는 상기 제2유닛 중 적어도 어느 하나가 회전할 때, 회전하는 유닛의 회전운동에 간섭을 일으키지 않도록 상기 연결축과 이격되어 감겨진 케이블;을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 케이블 연결장치에 의해 달성된다.The object is, according to the present invention, a first unit and a second unit constituting a robot mechanically; A connecting shaft having both ends coupled to the first unit and the second unit; The connection is coupled to the first unit and the second unit, the connection is wound along the connecting shaft, so that when at least one of the first unit or the second unit rotates, the connection so as not to interfere with the rotational movement of the rotating unit The cable is spaced apart from the shaft; is achieved by a cable connection device of the robot comprising a.

여기서, 상기 연결축은 상기 회전하는 유닛의 회전운동시 상기 케이블이 상기 연결축에 안정적으로 감겨질 수 있도록 내부에 베어링이 더 설치될 수 있다.Here, the connection shaft may be further installed therein so that the cable can be stably wound around the connection shaft during the rotational movement of the rotating unit.

본 발명에 따르면, 로봇을 구성하는 복수의 유닛 중 어느 하나가 회전할 때 상기 복수의 유닛을 상호 연결하는 케이블이 상기 회전하는 유닛의 회전운동에 간섭을 일으키지 않을 수 있는 로봇의 케이블 연결장치가 제공된다.According to the present invention, when any one of the plurality of units constituting the robot is rotated provides a cable connecting device of the robot that can not interfere with the rotational movement of the rotating unit of the cable interconnecting the plurality of units. do.

또한, 로봇의 내부공간에 배선을 위한 케이블이 차지하는 공간을 최소화할 수 있는 로봇의 케이블 연결장치가 제공된다.In addition, there is provided a cable connection device of the robot that can minimize the space occupied by the cable for wiring in the interior space of the robot.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.Prior to the description, in the various embodiments, components having the same configuration will be representatively described in the first embodiment using the same reference numerals, and in other embodiments, different configurations from the first embodiment will be described. do.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇의 케이블 연결장치에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the cable connection device of the robot according to the first embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇의 케이블 연결장치의 개략도이고, 도 3은 도 2의 A-A'의 단면도이다. FIG. 2 is a schematic diagram of a cable connection device of a robot according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 2.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇의 케이블 연결장치(1)는 로봇을 기구적으로 구성하는 복수의 유닛을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 복수의 유닛 중 하나의 구성을 일례로 들어 설명하기로 한다. 도시된 바는 제1유닛(10)과 제2유닛(20), 연결축(30), 케이블(40)을 포함하고 있다.2 and 3, the cable connection device 1 of the robot according to the first embodiment of the present invention includes a plurality of units that mechanically configure the robot. At this time, one configuration of the plurality of units will be described as an example. The bar includes a first unit 10, a second unit 20, a connecting shaft 30, and a cable 40.

상기 제1유닛(10)과 제2유닛(20)은 연결축(30)의 양단에 결합된 형태로서,제1유닛(10)은 연결축(30)을 중심으로 회전하도록 결합되며, 제2유닛(20)은 연결축(30)에 고정되어 있다. 제1유닛(10)과 연결축(30)은 소정의 회전하는 수단이 개재되어 결합될 수도 있다.The first unit 10 and the second unit 20 are coupled to both ends of the connecting shaft 30, the first unit 10 is coupled to rotate about the connecting shaft 30, the second The unit 20 is fixed to the connecting shaft 30. The first unit 10 and the connecting shaft 30 may be coupled with a predetermined rotating means.

이때, 케이블(40)은 상기 제1유닛(10)과 제2유닛(20)에 결합되되, 연결축(30)을 따라 감겨진 형태로 결합되어 있다. 즉, 케이블(40)은 제1유닛(10)의 회 전운동에 간섭을 일으키지 않도록 연결축(30)에 일정한 거리(d)만큼 이격되어 감겨져 있다.At this time, the cable 40 is coupled to the first unit 10 and the second unit 20, and is coupled in a form wound along the connecting shaft 30. That is, the cable 40 is wound around the connecting shaft 30 by a predetermined distance d so as not to interfere with the rotational movement of the first unit 10.

또한, 상기 일정한 거리(d)는 회전하는 유닛인 제1유닛(10)의 회전반경을 고려하여 이격되어야 하는 것이 바람직하다. 즉, 제1유닛(10)이 최대로 회전했을 때 케이블(40)이 연결축(30)과 밀착되거나 미세한 거리만큼 이격된 상태를 유지할 수 있도록 이격됨으로써 제1유닛(10)의 회전운동에 간섭을 일으키지 않을 수 있게 된다.In addition, the predetermined distance (d) is preferably to be spaced apart in consideration of the radius of rotation of the first unit 10, which is a rotating unit. That is, when the first unit 10 is rotated to the maximum, the cable 40 is spaced apart to maintain the state in which the cable 40 is in close contact with the connecting shaft 30 or separated by a small distance, thereby interfering with the rotational movement of the first unit 10. Will not cause the

도 4 및 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇의 케이블 연결장치의 작동상태도이다. 도 4를 참조하면, 제1유닛(10)이 "B"방향으로 회전하는 경우에 제1유닛(10)과 인접한 케이블(40)이 먼저 연결축(30)을 따라 감기기 시작하여 점차적으로 제2유닛(20)과 인접한 케이블(40)이 연결축(30)에 감기게 되어, 결과적으로 제1유닛(10)이 최대로 회전했을 때는 케이블(40)이 연결축(30)과 미세한 거리만큼 이격되거나 밀착되게 된다.4 and 5 is an operating state diagram of the cable connection device of the robot according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, when the first unit 10 rotates in the "B" direction, the cable 40 adjacent to the first unit 10 first starts to wind along the connecting shaft 30, and gradually the second unit 10 gradually rotates. The cable 40 adjacent to the unit 20 is wound around the connecting shaft 30. As a result, when the first unit 10 is rotated to the maximum, the cable 40 is spaced apart from the connecting shaft 30 by a small distance. Or close contact.

이후, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1유닛(10)이 "B"방향과 역방향인 "C"방향으로 회전하는 경우에는 제1유닛(10)과 인접한 케이블(40)이 먼저 연결축(30)으로부터 풀리기 시작하여 점차적으로 제2유닛(20)과 인접한 케이블(40)까지 풀리게 되는데, 이때에는 케이블(40)이 연결축(30)으로부터 일정한 거리(d)만큼 유지하는 상태까지 풀리게 된다.Subsequently, as shown in FIG. 5, when the first unit 10 rotates in the "C" direction opposite to the "B" direction, the cable 40 adjacent to the first unit 10 is first connected to the connecting shaft ( It is released from 30 and gradually released to the cable 40 adjacent to the second unit 20, in this case, the cable 40 is released to maintain a certain distance (d) from the connecting shaft (30).

즉, 회전하는 유닛의 운동에 간섭을 일으키지 않을 수 있도록 케이블(40)이 설치될 수 있는 것이다.That is, the cable 40 may be installed so as not to interfere with the movement of the rotating unit.

이를 통해, 일반적으로 전화기 등에 사용되는 길게 늘어지는 케이블(cable)의 형태에 컬(curl)이 형성된 컬케이블(curl cable)을 사용하지 않고, 일반 로봇에 사용되는 케이블을 사용하면서도 회전운동하는 유닛의 회전운동에 간섭을 일으키지 않을 수 있게 된다.In this way, a curling cable in which a curl is formed in a form of a cable that is generally used for a telephone and the like does not use a curl cable. It can not cause interference in the rotational movement.

다음으로, 본 발명의 제1실시예의 변형예에 대해 설명한다. 도 6은 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 로봇의 케이블 연결장치의 개략도이다.Next, a modification of the first embodiment of the present invention will be described. 6 is a schematic diagram of a cable connection device of a robot according to a modification of the first embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제1실시예의 변형예는 연결축(30)의 양단에 제1유닛(10)과 제2유닛(20)이 고정되어 있고, 케이블(40)은 제1실시예와 동일하게 연결축(30)을 따라 소정 회수 감겨진 상태로 제1유닛(10)과 제2유닛(20)에 결합되어 있다.Referring to FIG. 6, in the modified example of the first embodiment of the present invention, the first unit 10 and the second unit 20 are fixed to both ends of the connecting shaft 30, and the cable 40 is the first embodiment. In the same manner as in the example, the first unit 10 and the second unit 20 are coupled together in a predetermined number of times along the connecting shaft 30.

이때, 연결축(30)은 제1유닛(10)과 결합되는 제1연결축(31)과, 제2유닛(20)과 결합되는 제2연결축(32)으로 구성되며, 상기 제1연결축(31)과 제2연결축(32)의 사이에는 베어링(50)이 내장되어 있다.At this time, the connecting shaft 30 is composed of a first connecting shaft 31 coupled to the first unit 10, and a second connecting shaft 32 coupled to the second unit 20, the first connection A bearing 50 is built in between the shaft 31 and the second connecting shaft 32.

이와 같이 구성된 변형예에 따른 로봇의 케이블 연결장치의 작동상태를 설명하면 아래와 같다.Referring to the operation state of the cable connection device of the robot according to the modified configuration as described above are as follows.

도 7 및 도 8은 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 로봇의 케이블 연결장치의 작동상태도이다. 7 and 8 are operation state diagrams of the cable connection device of the robot according to a modification of the first embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 일례로, 제1유닛(10)이 "D"방향으로 회전하는 유닛이라면, 제1유닛(10)은 연결축(30)을 중심으로 회전하게 되고, 제1유닛(10)과 결합된 제1연 결축(31)은 베어링(50)을 중심으로 제1유닛(10)의 회전력에 의해 회전하게 된다. 이와 동시에 제1유닛(10)으로부터 베어링(50)까지의 부분인 제1연결축(31)에 감겨진 케이블(40)은 제1유닛(10)의 회전운동을 직접적으로 전달받음으로써 거의 동시에 제1연결축(31)에 감겨지게 되고, 점차적으로 제2연결축(30) 부분의 케이블(40)이 감겨지게 된다.Referring to FIG. 7, as an example, if the first unit 10 rotates in the "D" direction, the first unit 10 rotates about the connecting shaft 30 and the first unit 10. ) Coupled to the first coupling shaft 31 is rotated by the rotational force of the first unit 10 around the bearing (50). At the same time, the cable 40 wound around the first connecting shaft 31, which is a portion from the first unit 10 to the bearing 50, is directly and substantially simultaneously received by the rotational movement of the first unit 10. The first connecting shaft 31 is wound, and gradually the cable 40 of the second connecting shaft 30 is wound.

결국, 제1유닛(10)의 최대로 회전했을 때, 케이블(40)은 제1연결축(31)과 제2연결축(32)에 미세하게 이격된 상태로 감겨지거나 밀착되는 상태가 되게 된다. As a result, when the first unit 10 is rotated to the maximum, the cable 40 is wound or in close contact with the first connecting shaft 31 and the second connecting shaft 32 in a finely spaced state. .

또한, 도 8에서와 같이, 제1유닛(10)이 "D"방향으로 최대로 회전한 후에 반대방향인 "E"방향으로 회전시에는 제1연결축(31)에 감겨진 케이블(40)은 거의 동시에 풀리게 되고, 점차적으로 제2연결축(32)에 감겨진 케이블(40) 또한 풀리게 된다. 이후, 케이블(40)은 최초로 설정된 제1연결축(31)과 제2연결축(32)과의 이격된 거리만큼까지 풀리게 된다.In addition, as shown in FIG. 8, the cable 40 wound around the first connecting shaft 31 when the first unit 10 rotates to the maximum direction in the "D" direction and then rotates in the opposite direction "E" direction. Is loosened at about the same time, and gradually the cable 40 wound around the second connecting shaft 32 is also loosened. Thereafter, the cable 40 is unwound up to a distance separated from the first connecting shaft 31 and the second connecting shaft 32 first set.

즉, 케이블은 회전하는 유닛이 최대로 회전했을 때에도 회전하는 유닛의 회전운동에 간섭을 일으키지 않을 수 있을 뿐만 아니라, 회전운동에 따른 케이블에 가해지는 스트레스를 경감시킬 수 있게 된다.That is, the cable may not interfere with the rotational movement of the rotating unit even when the rotating unit is rotated to the maximum, and may reduce the stress applied to the cable due to the rotational movement.

아울러, 케이블이 최대로 풀렸을 때도 연결축으로부터 일정한 거리만큼 이격되어 감겨있음으로 인해 타부품에 영향을 주지 않을 수 있게 된다.In addition, even when the cable is fully unwound, the coil is spaced apart by a certain distance from the connecting shaft so that other parts may not be affected.

또한, 제2유닛(20)이 회전하는 경우에도 상술한 바와 같은 방법으로 케이블이 연결축을 따라 풀림과 감김이 이뤄질 수 있다.In addition, even when the second unit 20 rotates, the cable may be unwinded and wound along the connection shaft in the same manner as described above.

상술한 바와 같이, 종래는 케이블 배치를 위한 로봇의 내부공간을 필요이상 으로 확보해야하는 어려움이 있었으나, 본 발명에 따른 로봇의 케이블 연결장치를 통해 로봇의 내부공간을 최적화 시킬 수 있게 된다.As described above, in the related art, there is a difficulty in securing the internal space of the robot for cable arrangement more than necessary, but the internal space of the robot can be optimized through the cable connection device of the robot according to the present invention.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. Without departing from the gist of the invention claimed in the claims, it is intended that any person skilled in the art to which the present invention pertains falls within the scope of the claims described herein to various extents that can be modified.

도 1은 종래 로봇의 케이블 연결장치의 개략도,1 is a schematic diagram of a cable connection device of a conventional robot,

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇의 케이블 연결장치의 개략도,2 is a schematic diagram of a cable connection device of a robot according to a first embodiment of the present invention;

도 3은 도 2의 A-A'의 단면도,3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 2;

도 4 및 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇의 케이블 연결장치의 작동상태도,4 and 5 is an operating state diagram of the cable connection device of the robot according to the first embodiment of the present invention,

도 6은 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 로봇의 케이블 연결장치의 개략도,6 is a schematic diagram of a cable connection device of a robot according to a modification of the first embodiment of the present invention;

도 7 및 도 8은 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 로봇의 케이블 연결장치의 작동상태도이다.7 and 8 are operation state diagrams of the cable connection device of the robot according to a modification of the first embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 제1유닛 20 : 제2유닛 30 : 연결축10: first unit 20: second unit 30: connecting shaft

31 : 제1연결축 32 : 제2연결축 40 : 케이블31: first connecting shaft 32: second connecting shaft 40: cable

50 : 베어링50: Bearing

Claims

A first unit and a second unit constituting the robot mechanically;

A connecting shaft having both ends coupled to the first unit and the second unit;

The connection is coupled to the first unit and the second unit, the connection is wound along the connecting shaft, so that when at least one of the first unit or the second unit rotates, the connection so as not to interfere with the rotational movement of the rotating unit Cable wound around the shaft; Cable connection device of the robot comprising a.

The method of claim 1,

The connecting shaft is a robot cable connection device characterized in that the bearing is further installed therein so that the cable can be stably wound around the connecting shaft during the rotation of the rotating unit.