KR20100097312A - Hybrid manipulator for multi-purpose - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 로봇에 관련되는 기술로서 보다 구체적으로는 작업대상물을 파지하여 이동시키거나 공작기계등에 로딩 또는 언로딩시키는 작업과 같은 다양한 인간의 노동을 대체할 수 있는 다목적 하이브리드 매니퓰레이터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
각종 산업현장에서 인간을 대체하여 조립작업을 하거나 용접 또는 물건을 이송시키는데 있어 로봇이 활용되고 있다. 로봇산업은 미래의 성장동력원으로서 중요시되고 있으며 이미 청소하는 로봇은 상품화되고 있고 2족 보행이 가능한 로봇 등도 개발되어 있다.Robots are used to replace humans in various industrial sites for assembly work, welding or conveying objects. The robot industry is being considered as a growth engine of the future, and robots that are already cleaned are commercialized, and robots capable of bipedal walking have also been developed.
산업 현장에서 주로 사용되는 로봇은 고정된 위치에서 부품을 집어 이동시키거나 하는 형태로 활용되고 있다. 이러한 로봇에 있어 무엇보다 중요한 부분이 로봇암이며 특히 다수의 관절 부위를 갖추어 자유롭게 움직일 수 있고 무거운 물품도 이동시킬 수 있는 가반능력이 중요시된다.Robots, which are mainly used in industrial sites, are used in the form of moving parts at fixed positions. The most important part of the robot is the robot arm, and in particular, it has a large number of joints, and the carrying capacity of freely moving and moving heavy items is important.
고정 상태에서 작업을 수행하는 로봇을 탈피하여 근래에는 자율적으로 주행이 가능한 로봇도 소개되고 있는데, 대표적으로 대한민국 특허등록번호 제780126호의 "아암 기구를 구비하는 이동 로봇"이 알려져 있다. 첨부되는 도1은 이에 따른 이동 로봇의 동작을 보여주는 측면도에 해당된다.In recent years, a robot capable of traveling autonomously has been introduced by moving away from a robot performing a work in a fixed state, and representatively, a "mobile robot having an arm mechanism" of Korean Patent Registration No. 780126 is known. 1 is a side view showing an operation of the mobile robot.
도시된 바와 같이 로봇 본체에 이동기구(109)가 형성되며 본체의 측면으로 접철 및 회전이 되는 다수의 아암부(101, 102, 132)가 구비되어 입력된 프로그램에 따라 이동이 가능하면서 작업물을 운반할 수 있도록 구성된다.As shown, a
이외에도 다수의 다관절 로봇암이 알려져 있으나 산업현장에서 무거운 물품들을 안정적으로 운반하고 가공을 위해 공작기계로 물품을 로딩하거나 가공 후 언로딩할 수 있는 구체적인 로봇암은 제시되지 못하고 있었다.In addition, a large number of articulated robot arms are known, but specific robot arms that can stably transport heavy articles in an industrial site and load or load unloaded articles with a machine tool for processing have not been proposed.
따라서 본 발명에서는 산업용 로봇에 적합한 매니퓰레이터로서 기본적으로 다관절로 이루어지되 무거운 물품들을 들어올려 안정적인 운반이나 로딩 및 언로딩이 가능하도록 2자유도를 갖는 상박부와 4자유도를 갖는 하박부의 결합으로 이루어지는 다목적 하이브리드 매니퓰레이터를 제공하는 것을 주요한 과제로 한다.Therefore, in the present invention, as a manipulator suitable for an industrial robot, it is basically a multi-joint but multi-purpose hybrid consisting of a combination of an upper arm with two degrees of freedom and a lower arm with four degrees of freedom to enable stable transportation, loading and unloading by lifting heavy items. The main task is to provide a manipulator.
즉, 패러렐메카니즘을 갖는 상박부와 시리얼메카니즘을 갖는 하박부가 결합되어 두가지의 메카니즘이 갖는 장점이 조화를 이룬 로봇암으로 제공될 수 있는 다목적 하이브리드 매니퓰레이터를 제공하는 것을 목적으로 한다. That is, an object of the present invention is to provide a multi-purpose hybrid manipulator that can be provided as a robot arm in which the upper and lower portions having the parallel mechanism and the lower portion having the serial mechanism are combined to combine the advantages of the two mechanisms.
제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명은, 다관절 매니퓰레이터로서 패러렐메카니즘(parallel mechanism)과 시리얼매카니즘(serial mechanism)의 결합으로 3개 이상의 자유도를 구현하되, 상기 패러렐메카니즘은 2개의 제1액츄에이터가 평행하게 배치되어 상호 길항작용을 함으로써 베이스부재와 일단부가 십자조인트로 연결되는 커넥터를 상하좌우 2축방향으로 움직이게 하고, 상기 커넥터의 타단부에 시리얼매카니즘이 연결되어 3개 이상의 자유도를 구현하게 됨을 특징으로 하는 다목적 하이브리드 매니퓰레이터를 제안한다.According to the present invention for achieving the above object, three or more degrees of freedom are realized by combining a parallel mechanism and a serial mechanism as a multi-joint manipulator, wherein the parallel mechanism includes two first actuators. It is arranged in parallel to antagonize each other to move the connector connected to the base member and one end of the cross joint in the up, down, left and right two-axis direction, the serial mechanism is connected to the other end of the connector to realize three or more degrees of freedom We propose a multipurpose hybrid manipulator.
바람직하게 상기 다목적 하이브리드 매니퓰레이터는 패러렐메카니즘을 갖는 상박부와 시리얼메카니즘을 갖는 하박부로 구성되되,Preferably the multi-purpose hybrid manipulator is composed of an upper arm with a parallel mechanism and a lower arm with a serial mechanism,
상기 상박부는, 베이스부재와 고정 연결되는 고정브라켓과; 일단부는 하박부 와 연결되고 타단부는 상기 고정브라켓과 십자조인트로 연결되는 커넥터와; 두개가 평행을 이루도록 설치되되 일단부는 상기 고정브라켓에 결합되고 타단부는 상기 커넥터에 연결되어 고정브라켓에 대해 커넥터가 상하 또는 좌우로 움직일 수 있도록 하는 한쌍의 제1액츄에이터와; 일단부는 상기 커넥터에 연결되고 타단부는 하박부를 이루는 제1엘보와 연결되어 상박부에 대해 제1엘보가 회동되게 하는 제2액츄에이터;를 포함하고,The upper arm portion, the fixing bracket is fixedly connected to the base member; A connector having one end connected to the lower part and the other end connected to the fixing bracket and the cross joint; A pair of first actuators installed to be parallel to each other, one end of which is coupled to the fixing bracket and the other end of which is connected to the connector so that the connector can be moved up and down or left and right with respect to the fixing bracket; And a second actuator connected to the connector at one end thereof and connected to the first elbow forming the lower part to rotate the first elbow with respect to the upper part.
상기 하박부는, 커넥터와 연결되어 수평축을 기준으로 상하로 회동되는 제1엘보와; 상기 제1엘보와 연결되어 수평축을 기준으로 상하로 회동되는 제2엘보와; 상기 제2엘보와 연결되어 수직축을 기준으로 좌우로 회동되는 제3엘보와; 상기 제3엘보와 연결되어 센터축을 기준으로 회전되며 물건을 집을 수 있는 핑거;로 구성됨을 특징으로 하는 다목적 하이브리드 매니퓰레이터를 제안한다.The lower thin portion may include: a first elbow connected to the connector and pivoted up and down based on a horizontal axis; A second elbow connected to the first elbow and pivoted up and down on a horizontal axis; A third elbow connected to the second elbow and rotated from side to side based on a vertical axis; It is connected to the third elbow is rotated about the center axis and fingers that can pick up objects; proposes a multi-purpose hybrid manipulator characterized in that consisting of.
보다 바람직하게 상기 커넥터는 한쌍의 제1액츄에이터가 동일한 방향으로 작동되는 경우에는 상하로 움직이고, 다른 방향으로 작동되는 경우에는 좌우로 움직이게 되는 것을 특징으로 하는 다목적 하이브리드 매니퓰레이터를 제안한다.More preferably, the connector proposes a multipurpose hybrid manipulator, which moves up and down when a pair of first actuators are operated in the same direction, and moves left and right when operated in a different direction.
본 발명에 의한 다목적 하이브리드 매니퓰레이터는 패러렐메카니즘과 시리얼메카니즘의 적절한 조합으로 전체적으로 6 자유도를 갖추므로 인간의 팔과 유사한 복잡한 운동이 가능하다는 효과가 있으며, 작업영역을 최대한 확대시킬 수 있고 또한 상박부에서 안정적으로 큰 힘을 발휘하여 무거운 물체도 들어올릴 수 있으므로 산업용 로봇에 적용되기에 매우 적합하다는 효과가 있다.The multi-purpose hybrid manipulator according to the present invention has an overall combination of six degrees of freedom with an appropriate combination of parallel and serial mechanisms, so that a complex movement similar to a human arm is possible, and the work area can be maximized and stable at the upper arm. As it can exert heavy force to lift heavy objects, it is very suitable for industrial robots.
본 발명에 의한 다목적 하이브리드 매니퓰레이터는 고정식 로봇이나 주행이 가능한 로봇 모두에 적용이 될 수 있는 것으로서 이하 보다 구체적으로 본 발명에 대한 설명을 전개하기로 한다.The multipurpose hybrid manipulator according to the present invention can be applied to both a stationary robot and a robot capable of traveling, and will be described in detail below.
본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위한 수단으로 첨부되는 바람직한 실시예에 따른 도면을 참조하는 것으로 하며, 도면 자체는 하나의 예에 불과한 것이므로 구조의 단순한 변경과 같은 변형 실시예도 본 발명의 보호범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Reference is made to the accompanying drawings of the preferred embodiments as a means to help understanding of the technical features of the present invention, since the drawings themselves are only examples, modifications such as simple changes in structure are also within the scope of protection of the present invention. Should be understood to be included in.
본 발명에 따른 다목적 하이브리드(hybrid) 매니퓰레이터는 여러가지 용도로 활용이 가능하며, 대표적으로 공작기계와 관련하여 제품의 로딩이나 언로딩의 단순 반복작업에서부터 그 보다 복잡한 지능형 로봇에도 사용될 수 있고 그 외 인간의 노동이 요구되는 다양한 분야에 접목이 될 수 있는 기술이다. 그리고 본 발명은 다관절을 이루고 풍부한 자유도를 갖춤과 동시에 가반하중을 높이기 위해 하이브리드 타입으로 패러럴메카니즘과 시리얼메카니즘이 결합되는 매니퓰레이터임을 특징으로 한다.The multi-purpose hybrid manipulator according to the present invention can be used for various purposes, and typically can be used for more complex intelligent robots from simple repetitive operations of product loading or unloading in relation to machine tools, and other human It is a technology that can be applied to various fields where labor is required. In addition, the present invention is characterized in that the manipulator is combined with a parallel mechanism and a serial mechanism in a hybrid type to achieve a multi-joint, have abundant degrees of freedom and increase the payload.
도2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다목적 하이브리드 매니퓰레이터의 구체적인 사용예를 보여주는 주행 로봇의 사시도이며, 도시된 바와 같이 로봇의 기본 외형을 이루는 본체(100) 하부면에 주행바퀴(200)가 설치된다. 상기 주행바퀴(200)는 전방향으로 이동이 가능한 것으로 함이 바람직하며 본 실시예에서는 삼 각형으로 배치되어 독립적으로 구동되는 모터(M)를 갖춘 전방향 바퀴를 사용토록 한다. 이렇게 전방향 바퀴를 주행바퀴로 하게 되면 좁은 공간에서도 로봇은 방향전환을 자유로이 할 수 있고 동선을 최소로 단축시킬 수 있게 된다.Figure 2 is a perspective view of a traveling robot showing a specific use of the multi-purpose hybrid manipulator according to a preferred embodiment of the present invention, as shown in the
이러한 주행로봇의 본체(100) 내부에는 마이크로프로세서, 통신수단, 밧데리 등이 갖추어지며 입력된 프로그램에 따라 주행로봇은 움직일 수 있고, 외부와의 통신을 통해서 명령을 받아 다양한 작업과 이동을 하게 된다.The
본체(100)의 좌우측면에 로봇암으로서 동일한 하이브리드 매니퓰레이터(300)를 하나씩 설치하여 더블암을 갖는 주행로봇을 제공할 수 있으며, 더블암의 로봇은 물품을 보다 안정적으로 운반할 수 있고 운반가능한 물품의 중량도 높일 수 있다.By installing the
도시된 바와 같은 주행로봇에 설치된 하이브리드 매니퓰레이터(300)에 대해 설명하도록 한다.It will be described with respect to the
첨부되는 도3은 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 매니퓰레이터의 구성을 보여주는 개략적인 사시도에 해당되며, 도4는 고정브라켓과 커넥터를 연결하는 십자조인트와의 결합관계를 보여주는 부분 사시도에 해당된다. 본 발명에서의 매니퓰레이터(300)는 하나의 실시예로서 로봇암으로 사용하기 위해 상박부(310)와 하박부(320)의 결합으로 이루어지는 것으로 한다. 특히, 본 발명에서는 3개 이상의 자유도를 갖는 매니퓰레이터를 제공하고자 하며, 본 실시예에서는 총 6개의 자유도를 구현할 수 있도록 구성토록 한다. 상박부의 경우는 베이스부재에 연결되며 상박부에는 가반하중을 높이기 위해 페러럴메카니즘이 적용되고, 하박부에서는 시리얼메카니즘이 적용되는 것으로 한다.3 is a schematic perspective view showing a configuration of a hybrid manipulator according to a preferred embodiment, and FIG. 4 is a partial perspective view showing a coupling relationship between a cross bracket connecting a fixing bracket and a connector. Manipulator 300 in the present invention is to be made of a combination of the upper and
페러렐메카니즘으로 2축 방향으로 2개의 자유도를 구현하게 되며, 시리얼메카니즘과 페러렐메카니즘의 결합으로 4개의 자유도를 달성하여 총 6개의 자유도를 이룰 수 있도록 한다. 로봇암의 상박부를 구성함에 적용되는 페러렐메카니즘은 베이스부재와 일단부가 십자조인트로 연결되는 커넥터를 상하좌우 2축방향으로 움직이게 하기 위한 것으로서, 2개의 제1액츄에이터가 상기 커넥터 상측에 평행하게 배치되어 상호 길항작용(antagonist mechanism)을 통해서 2개의 자유도가 구현될 수 있게 하며 동시에 가반하중을 높일 수 있도록 한다. 여기에서 페러렐메카니즘을 형성하게 되는 2개의 제1액츄에이터가 길항작용의 관계를 갖는다는 것은 어느 일측 제1액츄에이터의 길이가 늘어나는 경우 다른 일측의 제1액츄에이터는 반대로 그 길이가 줄어들게 됨으로써 상기 커넥터가 십자조인트에 대해 좌우로 움직일 수 있게 됨을 의미한다. 그리고 페러렐메카니즘을 구성하는 2개의 제1액츄에이터가 동일한 방향으로 늘어나거나 줄어드는 경우에는 상기 커넥터는 상하로 움직이게 된다.The parallel mechanism realizes two degrees of freedom in the biaxial direction, and the combination of the serial mechanism and the parallel mechanism achieves four degrees of freedom to achieve a total of six degrees of freedom. The parallel mechanism applied to the upper and lower portions of the robot arm is for moving the base member and the connector having one end connected to the cross joint in two axial directions up, down, left, and right, and the two first actuators are disposed parallel to the upper side of the connector. The antagonist mechanism allows two degrees of freedom to be realized and at the same time increases the payload. Here, the fact that two first actuators forming a parallel mechanism have an antagonistic relationship means that when the length of one of the first actuators increases, the length of the first actuator on the other side decreases, so that the connector is cross-joint. It means you can move left and right about. When the two first actuators constituting the parallel mechanism extend or contract in the same direction, the connector moves up and down.
하이브리드 매니퓰레이터를 이루는 하박부는 시리얼메카니즘이 적용되는데, 커넥터의 말단부에 하박부가 연결되고 그 연결부위에서 하나의 자유도를 형성하게 된다. 따라서 본 발명의 하이브리드 매니퓰레이터는 최소 3개의 자유도를 갖추도록 구성될 수 있는 것이고, 하박부에는 시리얼 방식으로 다수개의 자유도를 더 갖추도록 연결할 수 있다.The lower part of the hybrid manipulator is applied with a serial mechanism. The lower part is connected to the distal end of the connector and forms one degree of freedom at the connection part. Therefore, the hybrid manipulator of the present invention may be configured to have at least three degrees of freedom, and the lower portion may be connected to have a plurality of degrees of freedom in a serial manner.
본 발명의 바람직한 실시예에서는 도시된 바와 같이 총6개의 자유도를 달성 하도록 구성되되 페러렐메카니즘의 적용으로 가반하중을 높일 수 있도록 하고 시리얼메카니즘의 결합으로 하박부에서는 보다 복잡하고 정밀한 움직임을 구현할 수 있도록 한다.In the preferred embodiment of the present invention is configured to achieve a total of six degrees of freedom as shown in the figure to increase the payload by the application of the parallel mechanism and to combine the serial mechanism to implement a more complex and precise movement in the lower part .
페러렐메카니즘이 채용되는 상박부(310)의 보다 구체적인 구성요소로서 고정브라켓(311), 커넥터(312), 제1액츄에이터(313) 및 제2액츄에이터(314)를 포함하며, 상기 고정브라켓(311)은 베이스부재인 로봇 본체(100)에 고정되게 연결되는 부위로서 로봇의 전체 형상 중에서 어깨부위에 해당된다고 할 수 있다. 도시된 바와 같이 상기 고정브라켓(311)은 대략 ㄷ 자형태를 이루고 있으며 커넥터(312)가 상기 고정브라켓(311)에 더 연결된다.As a more specific component of the
상기 커넥터(312)는 상박부(310)를 이루는 기본 골격에 해당되며 그 일단부는 후술할 하박부(320)에 연결되며 타단부는 고정브라켓(311)과 연결되되, 상기 고정브라켓(311)과 커넥터(312의 연결은 십자조인트(J)로 연결되어 상기 고정브라켓(311)에 대해 커넥터(312)가 상하 좌우로 움직일 수 있는 구조를 이루도록 한다.The
도4에 도시된 바와 같이 상기 십자조인트(J)를 통해서 고정브라켓(311)에 연결된 커넥터(312)는 수평축(HA) 방향에 대해 상하로 회동되며, 수직축(VA) 방향에 대해서는 좌우로 회동되어 2개의 자유도를 갖추게 된다. 상기 커넥터(312)의 회동을 위한 구동원으로서 제1액츄에이터(313)가 구비되며 상기 제1액츄에이터(313)는 2개가 한 쌍을 이루어 평행하게 설치되고 신축될 수 있는 것이다. 바람직하게는 내부에 모터가 내장되어 모터의 구동에 따라 길이가 늘어나거나 줄어들도록 동 작되는 것이다. 보다 구체적으로 상기 제1액츄에이터(313) 각각의 일단부는 상기 고정브라켓(311)의 상부에서 결합되는 것으로 하며 타단부는 상기 커넥터(312)에 연결되는 것으로 한다. 상기 제1액츄에이터와 고정브라켓 및 커넥터와의 연결점은 회동이 가능하도록 핀(P)으로 구속시키도록 함이 적합하다.As shown in FIG. 4, the
한편, 한 쌍을 이루는 2개의 제1액츄에이터(313)는 각각 독립적으로 동작되며 2개가 동시에 동일한 방향으로 그 길이가 늘어나거나 줄어드는 경우에는 수평축(HA)을 기준으로 하여 커넥터(312)가 상하로 움직이게 된다. 한 쌍의 제1액츄에이터(313) 중 어느 하나의 길이는 늘어나고 다른 하나는 그 길이가 줄어드는 경우에는 수직축(VA)을 기준으로 하여 상기 커넥터(312)는 좌우 방향으로 움직이게 된다. 상술한 바와 같은 방식으로 상박부(310)에서 2개의 자유도가 구현될 수 있으며 2개가 한 쌍을 이루는 제1액츄에이터(313) 각각이 고루 하중을 분담하게 되어 하이브리드 매니퓰레이터(300)의 가반하중을 높일 수 있고 인간의 팔 동작과 유사하게 로봇암을 구성하여 작업영역을 확대시킬 수 있게 된다.On the other hand, two pairs of the
상기 커넥터(312)의 하부에 제2액츄에이터(314)가 더 설치되며 상기 제2액츄에이터(314)는 하나로 이루어지고 그 일단부는 커넥터(312)에 연결되고 타단부는 하박부(320)를 구성하게 되는 제1엘보와 연결되어 상기 제1엘보가 커넥터에 대해 회동될 수 있도록 기능하게 된다. 즉, 상기 제2액츄에이터에 의해서 커넥터와 제1엘보 사이에서 또 하나의 자유도가 얻어지게 되는 것이다.A
다음으로 하이브리드 매니퓰레이터(300)를 이루는 하박부(320)에 대해 설명 하는 것으로 하며, 크게 제1엘보(321), 제2엘보(322), 제3엘보(323) 및 핑거(324)로 구성된다. 상술한 상박부(310)에서 2개의 자유도가 얻어지며, 하박부(320)에서는 4개의 자유도가 얻어질 수 있도록 구성되어 총 6개의 자유도를 갖는 하이브리드 매니퓰레이터(300)의 제공이 가능하다.Next, the
하박부(320)는 보다 정밀하고 세밀한 동작으로 공작기계에 가공대상물을 로딩시키거나 가공완료된 제품을 언로딩시키게 되는 바, 상박부(310)보다 많은 자유도가 필요하게 된다.The
먼저 제1엘보(321)는 커넥터(312)와 연결되는 부분으로서 수평축(HA)을 기준으로 상하로 회동 동작되는 부위이며, 언급한 제2액츄에이터(314)의 구동에 따라 상기 제1엘보(321)는 움직이게 된다. 상기 제2액츄에이터(314)의 일단부가 제1엘보(321) 하부측에서 연결되며 제2액츄에이터(314)의 길이가 길어지게 동작되면 상기 제1엘보(321)는 최대 90도 각도까지 상방으로 회동이 이루어지게 된다.First, the
상기 제1엘보(321)의 말단부에 제2엘보(322)가 회동되게 연결되며 제2엘보(322) 역시 수평축(HA)을 기준으로 상하로 움직일 수 있도록 한다. 바람직하게 상기 제2엘보(322)는 제1엘보(321)와 연결되는 수평축(HA)을 기준으로 100°~ -100°범위에서 상하로 회동될 수 있도록 하고 상기 제2엘보(322)의 회동을 위한 구동원으로는 모터를 이용하는 것으로 한다. 특히 상기 제2엘보(322)와 제1엘보(321)의 연결부위는 직선링크구조가 되도록 하며, 보다 구체적으로는 제1엘보(321) 말단부를 ㄷ 자형으로 함몰된 형태로 하여 제2엘보(322)를 삽입시켜서 직선화시킬 수 있도록 구성한다.The
다음으로 상기 제2엘보(322)와 연결되어 좌우로 회동되는 제3엘보(323)가 구비되며 상기 제3엘보(323)와 제2엘보(322)는 수직축(VA)을 기준으로 회동될 수 있게 연결된다. 상기 제3엘보(323)는 수직축(VA)을 기준으로 좌우로 90°~ - 90°범위에서 회동이 이루어질 수 있는 것으로 함이 바람직하다.Next, a
상기 제3엘보(323) 단부에 핑거(324)가 설치되며 상기 핑거(324)는 센터축(CA)을 기준으로 하여 회전될 수 있으며 또한 물건을 집을 수 있도록 구성된다. 즉, 핑거(324)에 의해서 가공대상물이 집어지게 되며 집어진 가공대상물은 공작기계의 척과 같은 곳에 물릴 수 있도록 적합한 포지션에 오도록 회전된다. A
이상 설명한 바와 같은 구성요소 및 이들간의 결합관계를 갖는 하이브리드 매니퓰레이터(300)는 페러렐메카니즘과 시리얼메카니즘의 결합된 하이브리드(hybrid) 타입으로서 크게 보면 상박부(310)와 하박부(320)로 구분된다. 상박부(310)에서는 2개의 자유도가 얻어지고 하박부(320)에서는 4개의 자유도가 구현될 수 있는 것이다. 특히 상박부(310)는 가반하중을 증대시키기 위해 한 쌍을 이루는 두개의 제1액츄에이터(313)를 평행하게 배치하여 폐링크를 이루어 길항작용 관계를 형성하도록 하는데, 각각의 제1액츄에이터(313)는 독립적으로 구동되어 십자조인트(J)를 이용하여 고정브라켓(311)에 대하여 상하방향 혹은 좌우방향으로 회동이 가능하도록 구성된다.As described above, the
2개의 제1액츄에이터(313)가 길항작용 관계를 갖도록 폐링크를 이루어 십자조인트(J)로 고정브라켓(311)과 연결되어 상박부(310)의 기본골격을 만드는 커넥 터(312)를 제한된 범위에서 자유롭게 움직일 수 있도록 한다. 예를 들어 2개의 제1액츄에이터(313) 길이가 최대로 길게 신축되었을 때를 원위치로 했을 때 상기 커넥터(312)는 수평축(HA)을 기준으로 하여 상하방향으로 최대 25°까지 움직일 수 있도록 하고, 수직축(VA)에 대해서 커넥터(312)가 20°~ -20°까지 움직일 수 있도록 하면 상박부(310)는 상하 25°와 좌우 40°범위내에서는 자유롭게 적합한 공간에 위치될 수 있게 된다.A limited range of the
2개의 제1액츄에이터가 페러렐메카니즘을 갖추어 길항작용 관계를 이루게 되는 상박부(310)에 대하여 하박부(320)가 연결되는데, 상기 하박부(320)는 직렬형태로 제1엘보(321), 제2엘보(322), 제3엘보(323) 및 핑거(324)가 연속적으로 연결되어 4개의 자유도를 추가적으로 확보할 수 있게 된다. 즉, 본 발명의 하이브리드 매니퓰레이터(300)는 페러렐메카니즘이 적용되는 상박부(310)와 시리얼메카니즘이 적용되는 하박부(320)가 연결되어 6개의 자유도를 갖게 되는 것이다.The
한편, 본 발명의 하이브리드 매니퓰레이터(300)를 구성함에 있어서 각 관절부의 동작을 위해 다수의 모터를 이용하는데, 이외 모터의 회전운동을 전달받을 수 있도록 기어나 감아걸기 전동수단 등의 알려진 동력전달수단을 적절히 활용하는 것으로 충분하다.On the other hand, in constructing the
본 발명에 따른 하이브리드 매니퓰레이터는 큰 가반하중을 가지며 6개의 자유도를 갖추어 세밀한 작업이 가능하여 각종 산업용 로봇의 로봇암으로 사용될 가 능성이 매우 높은 기술이다.The hybrid manipulator according to the present invention has a large payload and has six degrees of freedom, enabling detailed work, which is a very high possibility of being used as a robot arm of various industrial robots.
특히, 본 발명의 하이브리드 매니퓰레이터는 자율주행하는 로봇에 장착되어 각종의 공작기계를 이용한 무인제품 생산을 위한 시스템을 갖추는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.In particular, the hybrid manipulator of the present invention is mounted on an autonomous robot and is expected to be utilized to equip a system for producing unmanned products using various machine tools.
도1은 종래기술에 의한 "아암 기구를 구비하는 이동 로봇"의 동작을 보여주는 측면도.1 is a side view showing the operation of a "mobile robot with arm mechanism" according to the prior art;
도2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇암의 구체적인 사용예를 보여주는 주행 로봇의 사시도.Figure 2 is a perspective view of a traveling robot showing a specific use of the robot arm according to a preferred embodiment of the present invention.
도3은 바람직한 실시예에 따른 로봇암의 구성을 보여주는 개략적인 사시도.3 is a schematic perspective view showing the configuration of a robot arm according to a preferred embodiment;
도4는 고정브라켓과 커넥터를 연결하는 십자조인트와의 결합관계를 보여주는 부분 사시도.Figure 4 is a partial perspective view showing the coupling relationship between the cross bracket connecting the fixing bracket and the connector.
<도면에 사용된 주요부호에 대한 설명> <Description of Major Symbols Used in Drawings>
100 : 본체 200 : 주행바퀴100: main body 200: driving wheel
300 : 하이브리드 매니퓰레이터 310 : 상박부300: hybrid manipulator 310: upper arm
311 : 고정브라켓 312 : 커넥터311: fixing bracket 312: connector
313 : 제1액츄에이터 314 : 제2액츄에이터313: First Actuator 314: Second Actuator
320 : 하박부 321 : 제1엘보320 Habakkubu 321: First elbow
322 : 제2엘보 323 : 제3엘보322: second elbow 323: third elbow
324 : 핑거 J : 십자조인트324 Finger J: Cross Joint
HA : 수평축 VA : 수직축HA: Horizontal Axis VA: Vertical Axis
CA : 센터축 P : 핀CA: Center Shaft P: Pin
Claims (3)
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KR1020090016190A KR101069380B1 (en) | 2009-02-26 | 2009-02-26 | Hybrid manipulator for multi-purpose |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020090016190A KR101069380B1 (en) | 2009-02-26 | 2009-02-26 | Hybrid manipulator for multi-purpose |
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ID=43004549
Family Applications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102431031A (en) * | 2011-12-28 | 2012-05-02 | 广西大学 | Six-mobility grabbing robot mechanism |
KR20160017066A (en) * | 2013-06-07 | 2016-02-15 | 프란체스코 아우텔리 | Apparatus for transferring people and/or goods to or from a vessel |
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2009
- 2009-02-26 KR KR1020090016190A patent/KR101069380B1/en active IP Right Grant
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