KR20120105888A - Active Universal Joint Apparatus with Multi-Degree of Freedom - Google Patents

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KR20120105888A
KR20120105888A KR1020110023593A KR20110023593A KR20120105888A KR 20120105888 A KR20120105888 A KR 20120105888A KR 1020110023593 A KR1020110023593 A KR 1020110023593A KR 20110023593 A KR20110023593 A KR 20110023593A KR 20120105888 A KR20120105888 A KR 20120105888A
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황정훈
김철성
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Abstract

본 발명의 유니버설 조인트 장치는 유니버설 조인트, 제N 링크, 제N+1 링크, 한 쌍의 제1 구동와이어, 한 쌍의 제2 구동와이어를 포함한다. 중공을 구비하는 환형의 유니버설 조인트는 서로 교차하는 방향의 제1 연결축과 제2 연결축을 구비한다. 제N 링크는 제1 연결축의 양단에 회동 가능하게 연결되고, 제N+1 링크는 제2 연결축의 양단에 회동 가능하게 연결된다. 제1 구동와이어는 유니버설 조인트에 순방향으로 접속하며 제1 연결축에 대하여 유니버설 조인트를 구동한다. 제2 구동와이어는 유니버설 조인트의 중공을 통과한 후 방향전환 풀리를 통해 유니버설 조인트에 역방향으로 접속하며 제2 연결축에 대하여 유니버설 조인트를 구동한다. 각 축의 구동을 분리하기 위하여 제2 구동와이어가 유니버설 조인트의 중공 중심을 지나도록 하거나 제2 와이어를 감싸는 튜브를 사용할 수 있다. 다단으로 적용하여 원하는 다자유도의 기구부를 구성하거나 큰 각도의 운동범위를 확보할 수 있다.The universal joint device of the present invention includes a universal joint, an Nth link, an N + 1 link, a pair of first drive wires, and a pair of second drive wires. The annular universal joint having a hollow has a first connecting shaft and a second connecting shaft in directions crossing each other. The Nth link is rotatably connected to both ends of the first connecting shaft, and the N + 1th link is rotatably connected to both ends of the second connecting shaft. The first drive wire is connected to the universal joint in the forward direction and drives the universal joint with respect to the first connecting shaft. The second driving wire passes through the hollow of the universal joint and then connects to the universal joint in a reverse direction through the redirection pulley and drives the universal joint with respect to the second connecting shaft. In order to separate the drive of each axis, the second drive wire may pass through the hollow center of the universal joint or a tube may be used to surround the second wire. By applying it in multiple stages, it is possible to construct a mechanical part of the desired degree of freedom or to secure a large range of motion.

Description

다자유도의 능동형 유니버설 조인트 장치{Active Universal Joint Apparatus with Multi-Degree of Freedom}Active Universal Joint Apparatus with Multi-Degree of Freedom}

본 발명은 유니버설 조인트 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다자유도를 갖는 능동형의 유니버설 조인트 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a universal joint device, and more particularly, to an active universal joint device having multiple degrees of freedom.

로봇기술 중에서 특히 수술로봇 분야에서는 복강경 수술이나 기타 외과수술시에 최소침습수술(minimally invasive surgery)을 목적으로 다자유도 수술도구가 사용되고 있다. 최소침습수술은 작은 절개부를 통해 단일 통로 다완 수술로봇을 삽입하여 수술을 수행하는 신개념의 기술로, 신체의 손상을 최소화하고 수술의 정확성과 안정성을 높여 생존율과 수술 후의 삶의 질을 높일 수 있다.Among robotic technologies, especially in the field of surgical robots, multi-degree-of-freedom surgical tools are used for the purpose of minimally invasive surgery during laparoscopic surgery or other surgical procedures. Minimally invasive surgery is a new concept of inserting a single-passed laparotomy robot through a small incision to perform surgery. It can minimize the damage to the body and improve the accuracy and stability of the surgery to improve survival and quality of life after surgery.

이러한 다완 수술로봇의 관절부에 적용되는 기술 중의 하나로 유니버설 조인트 구조가 알려져 있다.Universal joint structure is known as one of the techniques applied to the joint portion of such a surgical robot.

도 1은 종래기술의 한 예에 따른 유니버설 조인트 구조의 개략도이다. 도 1에 도시된 종래의 유니버설 조인트 구조는 4개의 와이어를 이용한다.1 is a schematic view of a universal joint structure according to an example of the prior art. The conventional universal joint structure shown in FIG. 1 uses four wires.

조인트 링(13)은 좌우측이 연결 축(18)에 의해 제1 링크(11)에 회동 가능하게 연결된다. 조인트 링(13)의 상하측에는 수직 축(14)이 고정 설치되며, 수직 축(14)은 제2 링크(12)를 회동 가능하게 관통한다. 제2 링크(12)에는 수평 축(15)이 고정 설치된다. 수직 축(14)의 양단에는 각각 수직 구동와이어(16)가 접속되며, 수평 축(15)의 양단에는 각각 수평 구동와이어(17)가 접속된다. 수직 구동와이어(16)는 수직 축(14)의 양단 중 한 곳을 당김으로써 연결 축(18)에 대하여 조인트 링(13)을 구동한다. 수평 구동와이어(17)는 수평 축(15)의 양단 중 한 곳을 당김으로써 수직 축(14)에 대하여 제2 링크(12)를 구동한다.The left and right sides of the joint ring 13 are rotatably connected to the first link 11 by the connecting shaft 18. Vertical shafts 14 are fixed to upper and lower sides of the joint ring 13, and the vertical shafts 14 rotatably penetrate the second link 12. A horizontal shaft 15 is fixed to the second link 12. Vertical drive wires 16 are connected to both ends of the vertical shaft 14, and horizontal drive wires 17 are connected to both ends of the horizontal axis 15, respectively. The vertical drive wire 16 drives the joint ring 13 with respect to the connecting shaft 18 by pulling one of both ends of the vertical shaft 14. The horizontal drive wire 17 drives the second link 12 with respect to the vertical axis 14 by pulling one of both ends of the horizontal axis 15.

그러나 이러한 종래의 유니버설 조인트 구조에서는 수직 축(14)의 움직임에 따라 수평 구동와이어(17)의 길이가 미세하게 변화하게 된다. 따라서 와이어 연결반경의 차이로 인하여 수직 축(14)과 수평 축(15)에 각각 전달되는 토크의 크기가 서로 달라지는 문제가 있다.However, in the conventional universal joint structure, the length of the horizontal drive wire 17 changes slightly according to the movement of the vertical axis 14. Therefore, there is a problem in that the magnitude of the torque transmitted to the vertical axis 14 and the horizontal axis 15 are different from each other due to the difference in the wire connection radius.

도 2는 종래기술의 다른 예에 따른 유니버설 조인트 구조의 개략도이다. 도 2에 도시된 종래의 유니버설 조인트 구조는 3개의 와이어를 이용한다.2 is a schematic diagram of a universal joint structure according to another example of the prior art. The conventional universal joint structure shown in FIG. 2 uses three wires.

조인트 링(23)은 제1 축에 의해 회동 가능하게 제1 링크(21)에 연결되고 제1 축과 교차하는 제2 축에 의해 회동 가능하게 제2 링크(22)에 연결된다. 3개의 구동와이어(24)는 제1 링크(21)를 관통하여 제2 링크(22)에 접속된다. 3개의 구동와이어(24)는 조인트 링(23)을 제1 축에 대하여 θ방향으로 제2 축에 대하여 δ방향으로 구동한다.The joint ring 23 is rotatably connected to the first link 21 by a first axis and rotatably connected to the second link 22 by a second axis that intersects the first axis. Three drive wires 24 are connected to the second link 22 through the first link 21. The three drive wires 24 drive the joint ring 23 in the θ direction with respect to the first axis and in the δ direction with respect to the second axis.

그러나 이러한 종래의 유니버설 조인트 구조에서는 제1 축과 제2 축의 구동이 커플링되어 있기 때문에 제어가 쉽지 않은 문제가 있다. 이 때문에 다단 조인트 구조를 구현하여 자유도를 높이거나 큰 각도의 운동범위를 확보하기도 매우 어려운 실정이다.However, in the conventional universal joint structure, since the driving of the first axis and the second axis are coupled, there is a problem that control is not easy. For this reason, it is very difficult to implement a multi-stage joint structure to increase the degree of freedom or to secure a large angle of motion range.

본 발명의 목적은 한 축의 움직임에 따라 다른 축의 구동와이어에 길이 변화가 발생하는 것을 방지하여 각 축에 전달하는 토크를 최대한 유지함으로써 제어 성능을 향상시킬 수 있는 다자유도의 능동형 유니버설 조인트 장치를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a multi-degree of freedom active universal joint device that can improve the control performance by maintaining the maximum torque transmitted to each axis by preventing the length change of the drive wire of the other axis according to the movement of one axis. It is for.

본 발명의 다른 목적은 두 축의 커플링 문제를 해소하고 각각의 축에 대하여 독립적인 제어가 가능하도록 함으로써 제어가 용이한 다자유도의 능동형 유니버설 조인트 장치를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a multi-degree of freedom active universal joint device that is easy to control by solving the coupling problem of two axes and allowing independent control of each axis.

본 발명의 또 다른 목적은 효율적인 힘 전달이 가능하고 높은 자유도를 확보할 수 있는 다자유도의 능동형 유니버설 조인트 장치를 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide an active universal joint device having a multiple degree of freedom capable of efficient force transmission and ensuring a high degree of freedom.

본 발명의 또 다른 목적은 2단 이상으로 적용하여 같은 방향의 축에 대한 종속적인 제어를 가능하도록 함으로써 운동범위의 한계를 극복하고 큰 각도로 운동범위를 확보할 수 있는 다자유도의 능동형 유니버설 조인트 장치를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to apply in two or more stages to enable the independent control of the axis in the same direction by overcoming the limitation of the movement range and multi-degree of freedom active universal joint device that can secure the movement range at a large angle It is to provide.

이러한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명이 제공하는 다자유도의 능동형 유니버설 조인트 장치는 유니버설 조인트, 제N 링크, 제N+1 링크, 한 쌍의 제1 구동와이어, 한 쌍의 제2 구동와이어를 포함하여 구성된다.In order to achieve these objects, the multi-degree of freedom active universal joint device provided by the present invention includes a universal joint, an N-link, an N + 1 link, a pair of first drive wires, and a pair of second drive wires. It is configured by.

상기 유니버설 조인트는 중공을 구비하는 환형으로 이루어지고, 제1 연결축과 제2 연결축을 구비한다. 상기 제1 연결축과 상기 제2 연결축은 상기 환형의 외측면에 서로 교차하는 방향으로 형성된다. 상기 제N 링크는 상기 제1 연결축의 양단이 회동 가능하게 연결되도록 한 쌍의 축 연결부를 가진다. 상기 제N+1 링크는 상기 제2 연결축의 양단이 회동 가능하게 연결되도록 한 쌍의 축 연결부를 가진다. 상기 한 쌍의 제1 구동와이어는 상기 제N 링크에서 인출되어 상기 유니버설 조인트에 순방향으로 접속하며, 상기 제1 연결축에 대하여 상기 유니버설 조인트를 구동한다. 상기 한 쌍의 제2 구동와이어는 상기 제N 링크에서 인출되어 상기 유니버설 조인트의 중공을 통과한 후 상기 유니버설 조인트에 역방향으로 접속하며, 상기 제2 연결축에 대하여 상기 유니버설 조인트를 구동한다.The universal joint is formed in an annular shape having a hollow, and has a first connecting shaft and a second connecting shaft. The first connecting shaft and the second connecting shaft are formed in the direction crossing each other on the outer surface of the annular. The N-th link has a pair of shaft connections such that both ends of the first connection shaft are rotatably connected. The N + 1th link has a pair of shaft connections such that both ends of the second connection shaft are rotatably connected. The pair of first driving wires are drawn out of the N-th link and connected to the universal joint in the forward direction, and drive the universal joint with respect to the first connecting shaft. The pair of second driving wires are drawn out of the N-th link, pass through the hollow of the universal joint, and are connected to the universal joint in a reverse direction, and drive the universal joint with respect to the second connection shaft.

본 발명에 따른 다자유도의 능동형 유니버설 조인트 장치에서, 상기 제1 구동와이어는 상기 유니버설 조인트의 상기 제2 연결축 부근에 순방향으로 접속할 수 있고, 상기 제2 구동와이어는 상기 유니버설 조인트의 상기 제1 연결축 부근에 역방향으로 접속할 수 있다.In the multi-degree of freedom active universal joint device according to the present invention, the first drive wire can be connected in the forward direction near the second connecting shaft of the universal joint, the second drive wire is the first connection of the universal joint It can be connected in the reverse direction near the axis.

또한, 본 발명에 따른 다자유도의 능동형 유니버설 조인트 장치는 방향전환 풀리를 더 포함할 수 있다. 상기 방향전환 풀리는 상기 제N+1 링크에 설치되며, 상기 유니버설 조인트의 중공을 통과한 상기 제2 구동와이어의 방향을 상기 유니버설 조인트 쪽으로 전환시킨다.In addition, the multi-degree of freedom active universal joint device according to the present invention may further include a diverting pulley. The diverting pulley is installed in the N + 1 link and redirects the direction of the second driving wire passing through the hollow of the universal joint toward the universal joint.

이 경우, 상기 방향전환 풀리는 상기 제2 구동와이어의 최소반경 조건을 만족하는 크기를 갖는 것이 바람직하다.In this case, the diverting pulley preferably has a size satisfying the minimum radius condition of the second driving wire.

위와 같은 다자유도의 능동형 유니버설 조인트 장치에 있어서, 상기 제2 구동와이어는 상기 유니버설 조인트의 중공을 통과할 때 상기 중공의 중심을 지날 수 있다. 이 경우, 상기 다자유도의 능동형 유니버설 조인트 장치는 와이어 가이드를 더 포함할 수 있는데, 상기 와이어 가이드는 상기 제N 링크와 상기 제N+1 링크 중의 적어도 한 곳에 설치되어 상기 제2 구동와이어가 상기 중공의 중심을 지나도록 안내한다.In the multi-degree of freedom active universal joint device as described above, the second drive wire may pass through the center of the hollow when passing through the hollow of the universal joint. In this case, the multi-degree of freedom active universal joint device may further include a wire guide, the wire guide is installed in at least one of the N-th link and the N +1 link so that the second drive wire is the hollow Guide through the center of the.

또한, 위와 같은 다자유도의 능동형 유니버설 조인트 장치는 튜브 고정부와 비신축성 튜브를 더 포함할 수 있다. 상기 튜브 고정부는 상기 제N+1 링크에 설치된다. 상기 비신축성 튜브는 상기 튜브 고정부에 고정되며, 상기 유니버설 조인트의 중공을 통과하는 상기 제2 구동와이어를 감싸도록 상기 유니버설 조인트의 중공 내부에 위치한다.In addition, the multi-degree of freedom active universal joint device as described above may further include a tube fixing portion and an inflexible tube. The tube fixing part is installed in the N + 1th link. The non-stretchable tube is fixed to the tube fixing part and positioned inside the hollow of the universal joint to surround the second drive wire passing through the hollow of the universal joint.

한편, 상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 다음과 같은 구성을 가지는 다자유도의 능동형 유니버설 조인트 장치를 제공할 수도 있다.On the other hand, in order to achieve the above object, the present invention may provide a multi-degree of freedom active universal joint device having the following configuration.

제n 유니버설 조인트는 중공을 구비하는 환형으로 이루어지고, 상기 환형의 외측면에 서로 교차하는 방향으로 형성된 제1 연결축과 제2 연결축을 구비한다. 제n+1 유니버설 조인트는 중공을 구비하는 환형으로 이루어지고, 상기 환형의 외측면에 서로 교차하는 방향으로 형성된 제3 연결축과 제4 연결축을 구비한다.The n-th universal joint is formed in an annular shape having a hollow, and has a first connecting axis and a second connecting axis formed in a direction crossing each other on the outer surface of the annular shape. The n + 1 universal joint is formed in an annular shape having a hollow, and has a third connecting axis and a fourth connecting axis formed in a direction crossing each other on the outer surface of the annular shape.

제N 링크는 상기 제1 연결축의 양단이 회동 가능하게 연결되도록 한 쌍의 축 연결부를 가진다. 제N+1 링크는 상기 제2 연결축의 양단이 회동 가능하게 연결되도록 일단에 한 쌍의 축 연결부를 가지며, 상기 제3 연결축의 양단이 회동 가능하게 연결되도록 타단에 한 쌍의 축 연결부를 가진다. 제N+2 링크는 상기 제4 연결축의 양단이 회동 가능하게 연결되도록 한 쌍의 축 연결부를 가진다.The Nth link has a pair of shaft connections such that both ends of the first connecting shaft are rotatably connected. The N + 1 link has a pair of shaft connecting portions at one end thereof so that both ends of the second connecting shaft are rotatably connected, and a pair of shaft connecting portions at the other end thereof so that both ends of the third connecting shaft are rotatably connected. The N + 2th link has a pair of shaft coupling parts so that both ends of the fourth coupling shaft can be rotatably connected.

한 쌍의 제1 구동와이어는 상기 제N 링크에서 인출되어 상기 제n 유니버설 조인트에 순방향으로 접속하며, 상기 제1 연결축에 대하여 상기 제n 유니버설 조인트를 구동한다. 한 쌍의 제2 구동와이어는 상기 제N 링크에서 인출되어 상기 제n 유니버설 조인트의 중공을 통과한 후 상기 제n 유니버설 조인트에 역방향으로 접속하며, 상기 제2 연결축에 대하여 상기 제n 유니버설 조인트를 구동한다. 한 쌍의 제3 구동와이어는 상기 제N+1 링크에서 인출되어 상기 제n+1 유니버설 조인트에 순방향으로 접속하며, 상기 제3 연결축에 대하여 상기 제n+1 유니버설 조인트를 구동한다. 한 쌍의 제4 구동와이어는 상기 제N+1 링크에서 인출되어 상기 제n+1 유니버설 조인트의 중공을 통과한 후 상기 제n+1 유니버설 조인트에 역방향으로 접속하며, 상기 제4 연결축에 대하여 상기 제n+1 유니버설 조인트를 구동한다.The pair of first driving wires are drawn out of the N-th link and connected to the n-th universal joint in the forward direction, and drive the n-th universal joint with respect to the first connection shaft. The pair of second driving wires are drawn out of the N-th link and pass through the hollow of the n-th universal joint, and then are connected to the n-th universal joint in a reverse direction, and connect the n-th universal joint with respect to the second connection shaft. Drive. The pair of third driving wires are drawn out of the N + 1 link and forwardly connected to the n + 1 universal joint, and drive the n + 1 universal joint with respect to the third connecting shaft. The pair of fourth driving wires are drawn out of the N + 1 link, passes through the hollow of the n + 1 universal joint, and then connects to the n + 1 universal joint in a reverse direction, with respect to the fourth connection shaft. The n + 1 universal joint is driven.

이러한 다자유도의 능동형 유니버설 조인트 장치에서, 상기 제n 유니버설 조인트와 상기 제n+1 유니버설 조인트는 상호 독립적으로 구동될 수 있고, 상기 제n+1 유니버설 조인트가 상기 제n 유니버설 조인트에 종속적으로 구동될 수 있다.In such a multiple degree of freedom active universal joint device, the nth universal joint and the n + 1 universal joint may be driven independently of each other, and the n + 1 universal joint may be driven dependently on the nth universal joint. Can be.

본 발명에 따르면, 두 쌍의 구동와이어를 서로 반대방향으로 유니버설 조인트에 접속시켜 두 축의 제어를 독립적으로 수행할 수 있고, 각 축의 구동을 분리하기 위하여 제2 구동와이어가 유니버설 조인트의 중공 중심을 지나도록 하거나 제2 와이어를 감싸는 튜브를 사용할 수 있다. 따라서 한 축의 움직임에 따라 다른 축의 구동와이어에 길이 변화가 발생하는 것을 방지할 수 있고 각 축에 전달하는 토크를 최대한 유지함으로써 제어 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 두 축의 커플링 문제를 해소하고 각각의 축에 대하여 독립적인 제어가 가능하다.According to the present invention, two pairs of drive wires can be connected to the universal joint in opposite directions to independently control two axes, and the second drive wire passes through the hollow center of the universal joint to separate the drive of each axis. Can be used or a tube can be used to wrap the second wire. Therefore, it is possible to prevent the change of the length of the drive wire of the other axis according to the movement of one axis, and to improve the control performance by maintaining the torque transmitted to each axis as well as to solve the coupling problem of the two axes, respectively. Independent control of the axis is possible.

또한, 본 발명에 따른 유니버설 조인트 장치는 효율적인 힘 전달이 가능하고 높은 자유도를 확보할 수 있으며, 2단 이상으로 적용하여 같은 방향의 축에 대한 종속적인 제어를 가능하므로 운동범위의 한계를 극복하고 큰 각도로 운동범위를 확보할 수 있다.In addition, the universal joint device according to the present invention can efficiently transmit the force and ensure a high degree of freedom, and can be applied in two or more stages to control the axis in the same direction can overcome the limitations of the movement range and The range of motion can be secured at an angle.

도 1은 종래기술의 한 예에 따른 유니버설 조인트 구조의 개략도이다.
도 2는 종래기술의 다른 예에 따른 유니버설 조인트 구조의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유니버설 조인트 장치의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유니버설 조인트 장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유니버설 조인트 장치의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 적용예에 따른 유니버설 조인트 장치의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 적용예에 따른 유니버설 조인트 장치의 사시도이다.1 is a schematic diagram of a universal joint structure according to an example of the prior art.
2 is a schematic diagram of a universal joint structure according to another example of the prior art.
3 is a conceptual diagram of a universal joint device according to a first embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of the universal joint device according to the first embodiment of the present invention.
5 is a perspective view of a universal joint device according to a second embodiment of the present invention.
6 is a perspective view of the universal joint device according to the first application example of the present invention.
7 is a perspective view of a universal joint device according to a second application of the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 다만, 실시예들을 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 잘 알려져 있거나 본 발명과 직접 관련이 없는 사항에 대해서는 본 발명의 핵심을 흐리지 않고 명확히 전달하기 위해 설명을 생략할 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing the embodiments, descriptions that are well known in the technical field to which the present invention pertains or are not directly related to the present invention may be omitted so as to clearly convey the core of the present invention without blurring them.

한편, 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 첨부 도면을 통틀어 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조번호를 부여한다.On the other hand, in the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated, and the size of each component does not entirely reflect the actual size. Like reference numerals refer to like or corresponding elements throughout the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유니버설 조인트 장치의 개념도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유니버설 조인트 장치의 사시도이다.3 is a conceptual diagram of the universal joint device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view of the universal joint device according to the first embodiment of the present invention.

도 3과 도 4를 참조하면, 제1 실시예의 유니버설 조인트 장치(100)는 유니버설 조인트(110), 제N 링크(121), 제N+1 링크(122), 한 쌍의 제1 구동와이어(131), 한 쌍의 제2 구동와이어(132)를 포함하여 구성된다.3 and 4, the universal joint device 100 of the first embodiment includes a universal joint 110, an Nth link 121, an N + 1 link 122, and a pair of first driving wires ( 131, and a pair of second driving wires 132.

유니버설 조인트(110)는 중공을 구비하는 환형으로 이루어진다. 환형의 외측면에는 서로 교차하는 방향으로(즉, 십자형으로) 제1 연결축(111)과 제2 연결축(112)이 형성된다.Universal joint 110 is made of an annular having a hollow. The first connection shaft 111 and the second connection shaft 112 are formed on the outer surface of the annular shape in a direction crossing each other (that is, crosswise).

제N 링크(121)는 한 쌍의 축 연결부(121a)를 가진다. 축 연결부(121a)에는 축 삽입구멍이 뚫려 있으며, 제1 연결축(111)의 양단이 축 삽입구멍에 삽입됨으로써 유니버설 조인트(110)의 제1 연결축(111)은 제N 링크(121)에 회동 가능하게 연결된다.The N-th link 121 has a pair of shaft connecting portions 121a. A shaft insertion hole is drilled in the shaft connecting portion 121a, and both ends of the first connecting shaft 111 are inserted into the shaft insertion hole, so that the first connecting shaft 111 of the universal joint 110 is connected to the N-th link 121. It is connected rotatably.

마찬가지로, 제N+1 링크(122)도 한 쌍의 축 연결부(122a)를 가지며, 축 연결부(122a)에는 축 삽입구멍이 뚫려 있다. 제2 연결축(112)의 양단이 축 삽입구멍에 삽입됨으로써 유니버설 조인트(110)의 제2 연결축(112)은 제N+1 링크(122)에 회동 가능하게 연결된다.Similarly, the N + 1th link 122 also has a pair of shaft coupling portions 122a, and shaft insertion holes are drilled in the shaft coupling portion 122a. Both ends of the second connecting shaft 112 are inserted into the shaft insertion hole so that the second connecting shaft 112 of the universal joint 110 is rotatably connected to the N + 1th link 122.

본 명세서에서 링크의 명칭에 '제N'과 '제N+1'을 사용한 이유는 본 발명의 유니버설 조인트 장치(100)가 특정 링크간의 결합에 국한되어 적용되지 않음을 나타내기 위한 것이다. 아울러, 본 발명의 유니버설 조인트 장치(100)를 다단으로 적용할 수 있음을 나타내기도 한다. 이 경우의 적용예는 도 6과 도 7을 참조하여 후술한다.The reason for using the 'N' and 'N + 1' in the name of the link in this specification is to indicate that the universal joint device 100 of the present invention is not limited to the coupling between specific links. In addition, it also indicates that the universal joint device 100 of the present invention can be applied in multiple stages. Application examples in this case will be described later with reference to FIGS. 6 and 7.

한 쌍의 제1 구동와이어(131)는 제N 링크(121)에서 인출되어 유니버설 조인트(110)의 제2 연결축(112) 부근에 각각 순방향으로 접속한다. 따라서 제1 구동와이어(131)는 제2 연결축(112)의 양단을 선택적으로 당김으로써 제1 연결축(111)에 대하여 유니버설 조인트(110)를 구동한다.The pair of first driving wires 131 are drawn out of the N-th link 121 and connected to the second connecting shaft 112 of the universal joint 110 in the forward direction, respectively. Accordingly, the first driving wire 131 drives the universal joint 110 with respect to the first connecting shaft 111 by selectively pulling both ends of the second connecting shaft 112.

반면에, 한 쌍의 제2 구동와이어(132)는 제N 링크(121)에서 인출되어 유니버설 조인트(110)의 중공을 통과한 후 유니버설 조인트(110)의 제1 연결축(111) 부근에 각각 역방향으로 접속한다. 따라서 제2 구동와이어(132)는 제1 연결축(111)의 양단을 선택적으로 당김으로써 제2 연결축(112)에 대하여 유니버설 조인트(110)를 구동한다.On the other hand, the pair of second driving wires 132 are drawn out of the N-th link 121 to pass through the hollow of the universal joint 110, and then close to the first connecting shaft 111 of the universal joint 110, respectively. Connect in the reverse direction. Accordingly, the second driving wire 132 drives the universal joint 110 with respect to the second connecting shaft 112 by selectively pulling both ends of the first connecting shaft 111.

제2 구동와이어(132)의 역방향 접속을 위하여, 유니버설 조인트 장치(100)는 방향전환 풀리(140)를 더 포함한다. 방향전환 풀리(140)는 제N+1 링크(122)에 설치되며, 유니버설 조인트(110)의 중공을 통과한 제2 구동와이어(132)의 방향을 유니버설 조인트(110) 쪽으로 전환시킨다.For reverse connection of the second drive wire 132, the universal joint device 100 further includes a diverting pulley 140. The redirection pulley 140 is installed in the N + 1 link 122 and converts the direction of the second driving wire 132 passing through the hollow of the universal joint 110 toward the universal joint 110.

방향전환 풀리(140)는 제2 구동와이어(132)의 최소반경 조건을 만족하는 크기를 갖는 것이 바람직하다. 즉, 방향전환 풀리(140)는 와이어의 부러짐이나 특성저하가 발생하지 않도록 와이어의 재료가 허용하는 최소의 곡률반경을 보장할 수 있을 만큼의 크기로 형성되는 것이 좋다.The turning pulley 140 preferably has a size satisfying the minimum radius condition of the second driving wire 132. That is, the turning pulley 140 may be formed to have a size sufficient to ensure the minimum radius of curvature allowed by the material of the wire so as not to break or deteriorate the wire.

한편, 도면에서는 생략되어 있으나, 한 쌍의 제1 구동와이어(131)와 한 쌍의 제2 구동와이어(132)는 각각 구동모터에 연결되어 구동된다. 구동모터들은 제N 링크(121)에 설치될 수도 있으나, 보통은 제1 링크 쪽에 위치한다. 어느 경우든 각각의 와이어(131, 132)는 제N 링크(121)에서 인출되어 유니버설 조인트(110)로 향하게 된다.Meanwhile, although omitted in the drawing, the pair of first driving wires 131 and the pair of second driving wires 132 are respectively connected to the driving motor and driven. The driving motors may be installed on the N-th link 121, but are usually located on the first link side. In any case, the respective wires 131 and 132 are drawn out of the N-th link 121 and directed to the universal joint 110.

이상과 같이, 본 발명의 유니버설 조인트 장치(100)는 제1 구동와이어(131)와 제2 구동와이어(132)를 서로 반대방향으로 유니버설 조인트(110)에 접속시켜 두 축의 제어를 독립적으로 수행할 수 있도록 한다. 특히, 제1 실시예에서는 각 축의 구동을 분리하기 위하여 제2 구동와이어(132)가 유니버설 조인트(110)의 중공 중심을 지나도록 한다. 따라서 제1 구동와이어(131)가 제1 연결축(111)에 대하여 유니버설 조인트(110)를 구동하더라도 제2 구동와이어(132)는 그에 따른 영향을 받지 않으므로 길이 변화가 발생하지 않거나 최소화된다.As described above, the universal joint device 100 of the present invention may independently control two axes by connecting the first drive wire 131 and the second drive wire 132 to the universal joint 110 in opposite directions. To help. In particular, in the first embodiment, the second drive wire 132 passes through the hollow center of the universal joint 110 to separate the drive of each axis. Therefore, even if the first driving wire 131 drives the universal joint 110 with respect to the first connecting shaft 111, the second driving wire 132 is not affected by the length change does not occur or minimize.

제2 구동와이어(132)가 유니버설 조인트(110)의 중공을 통과할 때 중공의 중심을 지날 수 있도록, 제1 실시예의 유니버설 조인트 장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 와이어 가이드(150)를 더 포함할 수 있다. 와이어 가이드(150)는 제N 링크(121)와 제N+1 링크(122) 중의 적어도 한 곳(바람직하게는 두 곳 모두)에 설치되며 제2 구동와이어(132)가 중공의 중심을 지나도록 안내한다.In order to allow the second drive wire 132 to pass through the center of the hollow when passing through the hollow of the universal joint 110, the universal joint device 100 of the first embodiment has a wire guide 150 as shown in FIG. 3. It may further include. The wire guide 150 is installed in at least one (preferably both) of the N-th link 121 and the N + 1 th link 122 so that the second drive wire 132 passes through the hollow center. To guide.

한편, 본 발명의 제2 실시예에서는 각 축의 구동을 분리하기 위하여 제1 실시예와 다른 수단을 사용한다. 이하, 제2 실시예에 대하여 설명한다.On the other hand, in the second embodiment of the present invention, a means different from the first embodiment is used to separate the drive of each axis. The second embodiment will be described below.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유니버설 조인트 장치의 사시도이다.5 is a perspective view of a universal joint device according to a second embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 제2 실시예의 유니버설 조인트 장치(100)는 비신축성 튜브(160)와 튜브 고정부(161)를 포함한다. 비신축성 튜브(160)는 유니버설 조인트(110)의 중공을 통과하는 제2 구동와이어(132)를 감싸도록 유니버설 조인트(110)의 중공 내부에 위치한다. 튜브 고정부(161)는 제N+1 링크(122)에 설치되어 비신축성 튜브(160)를 고정한다.Referring to FIG. 5, the universal joint device 100 of the second embodiment includes a non-stretchable tube 160 and a tube fixing part 161. The non-stretchable tube 160 is positioned inside the hollow of the universal joint 110 to surround the second drive wire 132 passing through the hollow of the universal joint 110. The tube fixing part 161 is installed in the N + 1th link 122 to fix the non-stretchable tube 160.

이와 같이, 비신축성 튜브(160)가 유니버설 조인트(110)의 중공 내부에 위치하고 제2 구동와이어(132)가 비신축성 튜브(160)에 의해 보호되므로, 제1 구동와이어(131)가 제1 연결축(111)에 대하여 유니버설 조인트(110)를 구동하더라도 제2 구동와이어(132)의 길이 변화가 발생하지 않거나 최소화된다. 이를 위해 비신축성 튜브(160)가 반드시 유니버설 조인트(110)의 중공 중심에 위치할 필요는 없으며, 유니버설 조인트(110)의 중공 내부에 위치하면서 제2 구동와이어(132)를 감싸기만 하면 충분하다.As such, since the non-stretchable tube 160 is positioned inside the hollow of the universal joint 110 and the second drive wire 132 is protected by the non-stretchable tube 160, the first drive wire 131 is connected to the first connection. Even when the universal joint 110 is driven with respect to the shaft 111, the length change of the second driving wire 132 does not occur or is minimized. To this end, the non-stretchable tube 160 does not necessarily need to be positioned at the hollow center of the universal joint 110, but is only required to surround the second driving wire 132 while being positioned inside the hollow of the universal joint 110.

한편, 앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 유니버설 조인트 장치(100)는 다단으로 적용하여 원하는 다자유도의 기구부를 구성할 수 있다. 이하, 이러한 예에 대하여 설명한다.On the other hand, as mentioned above, the universal joint device 100 of the present invention can be applied in multiple stages to configure the mechanism of the desired degree of freedom. This example will be described below.

도 6은 본 발명의 제1 적용예에 따른 유니버설 조인트 장치의 사시도이다.6 is a perspective view of the universal joint device according to the first application example of the present invention.

도 6을 참조하면, 제1 유니버설 조인트(110-1)가 제1 링크(121)와 제2 링크(122)를 연결하고, 제2 유니버설 조인트(110-2)가 제2 링크(122)와 제3 링크(123)를 연결하며, 제3 유니버설 조인트(110-3)가 제3 링크(123)와 제4 링크(124)를 연결한다.Referring to FIG. 6, the first universal joint 110-1 connects the first link 121 and the second link 122, and the second universal joint 110-2 is connected to the second link 122. The third link 123 is connected, and the third universal joint 110-3 connects the third link 123 and the fourth link 124.

각각의 유니버설 조인트(110-1, 110-2, 110-3)는 전술한 유니버설 조인트(110)와 동일하므로 중복 설명을 생략한다. 또한, 각각의 링크(121, 122, 123, 124)는 전술한 제N 링크(121)와 제N+1 링크(122)에 해당한다. 도 6에 도시된 각각의 링크는 도 3 내지 도 5에서 전술한 링크 구조가 기다란 원통형 기구물의 양단에 형성된 형태이다. 본 적용예에서는 원통형 기구물과 그 양단의 링크 구조를 통틀어 링크로 칭한다.Each of the universal joints 110-1, 110-2, and 110-3 is the same as the universal joint 110 described above, and thus redundant description thereof will be omitted. In addition, each of the links 121, 122, 123, and 124 corresponds to the aforementioned N-th link 121 and the N-th + 1 link 122. Each link shown in FIG. 6 is formed on both ends of the elongated cylindrical mechanism of the link structure described above in FIGS. In this application example, a cylindrical mechanism and the link structure of both ends are called links.

제1 유니버설 조인트(110-1)의 연결축을 제1 연결축과 제2 연결축, 제2 유니버설 조인트(110-2)의 연결축을 제3 연결축과 제4 연결축, 제3 유니버설 조인트(110-3)의 연결축을 제5 연결축과 제6 연결축이라 하면, 제1 링크(121)와 제2 링크(122)는 제1 유니버설 조인트(110-1)의 제1 연결축과 제2 연결축에 각각 연결되고, 제2 링크(122)와 제3 링크(123)는 제2 유니버설 조인트(110-2)의 제3 연결축과 제4 연결축에 각각 연결되며, 제3 링크(123)와 제4 링크(124)는 제3 유니버설 조인트(110-3)의 제5 연결축과 제6 연결축에 각각 연결된다.The connecting shaft of the first universal joint 110-1 is connected to the first connecting shaft and the second connecting shaft, and the connecting shaft of the second universal joint 110-2 is connected to the third connecting shaft and the fourth connecting shaft and the third universal joint 110. When the connecting shaft of -3) is referred to as the fifth connecting shaft and the sixth connecting shaft, the first link 121 and the second link 122 are connected to the first connecting shaft and the second connecting member of the first universal joint 110-1. The second link 122 and the third link 123 are respectively connected to the third and fourth connecting shafts of the second universal joint 110-2, and the third link 123. And the fourth link 124 are connected to the fifth and sixth connecting shafts of the third universal joint 110-3, respectively.

한 쌍의 제1 구동와이어는 제1 유니버설 조인트(110-1)에 순방향으로 접속하여 제1 유니버설 조인트(110-1)를 제1 연결축에 대하여 구동하며, 한 쌍의 제2 구동와이어는 제1 유니버설 조인트(110-1)에 역방향으로 접속하여 제1 유니버설 조인트(110-1)를 제2 연결축에 대하여 구동한다. 따라서 제1 유니버설 조인트(110-1)는 2자유도를 제공한다. 마찬가지로, 한 쌍의 제3 구동와이어는 제2 유니버설 조인트(110-2)에 순방향으로 접속하여 제2 유니버설 조인트(110-2)를 제3 연결축에 대하여 구동하며, 한 쌍의 제4 구동와이어는 제2 유니버설 조인트(110-2)에 역방향으로 접속하여 제2 유니버설 조인트(110-2)를 제4 연결축에 대하여 구동한다. 따라서 제2 유니버설 조인트(110-2)도 2자유도를 제공한다. 또한, 한 쌍의 제5 구동와이어는 제3 유니버설 조인트(110-3)에 순방향으로 접속하여 제3 유니버설 조인트(110-3)를 제5 연결축에 대하여 구동하며, 한 쌍의 제6 구동와이어는 제3 유니버설 조인트(110-3)에 역방향으로 접속하여 제3 유니버설 조인트(110-3)를 제6 연결축에 대하여 구동한다. 따라서 제3 유니버설 조인트(110-3)도 2자유도를 제공한다. 결국, 도 6에 예시된 유니버설 조인트 장치는 6자유도를 제공한다.The pair of first drive wires are connected in a forward direction to the first universal joint 110-1 to drive the first universal joint 110-1 with respect to the first connecting shaft, and the pair of second drive wires are formed in a first manner. 1 Connects to the universal joint 110-1 in the reverse direction to drive the first universal joint 110-1 with respect to the second connecting shaft. Thus, the first universal joint 110-1 provides two degrees of freedom. Similarly, the pair of third drive wires are connected in the forward direction to the second universal joint 110-2 to drive the second universal joint 110-2 with respect to the third connecting shaft, and the pair of fourth drive wires Is connected in a reverse direction to the second universal joint 110-2 to drive the second universal joint 110-2 with respect to the fourth connecting shaft. Thus, the second universal joint 110-2 also provides two degrees of freedom. In addition, the pair of fifth driving wires are connected to the third universal joint 110-3 in the forward direction to drive the third universal joint 110-3 with respect to the fifth connecting shaft, and the pair of sixth driving wires Connects to the third universal joint 110-3 in the reverse direction to drive the third universal joint 110-3 with respect to the sixth connecting shaft. Accordingly, the third universal joint 110-3 also provides two degrees of freedom. As a result, the universal joint device illustrated in FIG. 6 provides six degrees of freedom.

이와 같이, 본 발명의 유니버설 조인트 장치를 다단으로 구성하여 각각의 유니버설 조인트를 상호 독립적으로 구동하면 효율적인 힘 전달이 가능하면서 높은 자유도를 확보할 수 있다.As such, when the universal joint device of the present invention is configured in multiple stages to drive each of the universal joints independently of each other, efficient power transmission is possible and high degrees of freedom can be ensured.

또한, 본 발명의 유니버설 조인트 장치(100)를 2단 이상으로 적용하여 종속적으로 제어할 수도 있다. 이하, 이러한 예에 대하여 설명한다.In addition, by applying the universal joint device 100 of the present invention in two or more stages it may be controlled dependently. This example will be described below.

도 7은 본 발명의 제2 적용예에 따른 유니버설 조인트 장치의 사시도이다.7 is a perspective view of a universal joint device according to a second application of the present invention.

도 7을 참조하면, 두 개의 유니버설 조인트(110-1, 110-2)가 제1 링크(121)와 제2 링크(122) 및 제2 링크(122)와 제3 링크(123)를 각각 연결한다. 유니버설 조인트(110-1, 110-2)와 링크(121, 122, 123)의 구조는 전술한 바와 동일하다.Referring to FIG. 7, two universal joints 110-1 and 110-2 connect the first link 121 and the second link 122, and the second link 122 and the third link 123, respectively. do. The structures of the universal joints 110-1 and 110-2 and the links 121, 122, and 123 are the same as described above.

본 적용예에서 제2 링크(122)와 제3 링크(123)를 연결하는 후단 유니버설 조인트(110-2)는 제1 링크(121)와 제2 링크(122)를 연결하는 전단 유니버설 조인트(110-1)에 종속적으로 구동된다.In the present application example, the rear universal joint 110-2 connecting the second link 122 and the third link 123 may have a front end universal joint 110 connecting the first link 121 and the second link 122. Driven by -1).

즉, 전단 유니버설 조인트(110-1)에 순방향으로 접속된 한 쌍의 제1 구동와이어가 제1 연결축에 대하여 전단 유니버설 조인트(110-1)를 구동할 때, 후단 유니버설 조인트(110-2)에 순방향으로 접속된 한 쌍의 제3 구동와이어도 제1 연결축과 동일 방향의 제3 연결축에 대하여 후단 유니버설 조인트(110-2)를 구동한다. 마찬가지로, 전단 유니버설 조인트(110-1)에 역방향으로 접속된 한 쌍의 제2 구동와이어가 제2 연결축에 대하여 전단 유니버설 조인트(110-1)를 구동할 때, 후단 유니버설 조인트(110-2)에 역방향으로 접속된 한 쌍의 제4 구동와이어도 제2 연결축과 동일 방향의 제4 연결축에 대하여 후단 유니버설 조인트(110-2)를 구동한다.That is, the rear universal joint 110-2 when the pair of first driving wires connected to the front universal joint 110-1 in the forward direction drives the front universal joint 110-1 with respect to the first connecting shaft. The pair of third drive wires connected in the forward direction to the rear end drive the universal joint 110-2 at the rear end with respect to the third connecting shaft in the same direction as the first connecting shaft. Similarly, when a pair of second drive wires connected backwards to the front universal joint 110-1 drives the front universal joint 110-1 with respect to the second connecting shaft, the rear universal joint 110-2 is connected. The pair of fourth driving wires connected in the reverse direction also drive the rear universal joint 110-2 with respect to the fourth connecting shaft in the same direction as the second connecting shaft.

1단으로 이루어진 유니버설 조인트 장치는 일반적으로 운동범위에 한계가 있다. 따라서 본 적용예와 같이 2단 이상으로 유니버설 조인트 장치를 적용하고 같은 방향의 축에 대하여 종속적으로 제어를 하게 되면, 운동범위의 한계를 극복하고 큰 각도로 운동범위를 확보할 수 있다. 예컨대, 1단의 유니버설 조인트 장치가 45도의 회전반경을 가진다면, 2단으로 구성함으로써 90도의 각도로 구동할 수 있다.The universal joint device consisting of a single stage generally has a limited range of motion. Therefore, if the universal joint device is applied in two or more stages as in the present application example, and the control is performed dependent on the axes in the same direction, it is possible to overcome the limitation of the movement range and to secure the movement range at a large angle. For example, if the universal joint device in one stage has a rotation radius of 45 degrees, the two stages can be driven at an angle of 90 degrees.

이상 설명한 본 발명의 다자유도 능동형 유니버설 조인트 장치는 수술로봇 분야에 국한되지 않고 다양한 분야의 메커니즘에 활용될 수 있다.The multi-degree of freedom active universal joint device of the present invention described above is not limited to the field of surgical robot can be utilized in mechanisms of various fields.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.The embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are intended to be illustrative only and not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

100: 유니버설 조인트 장치 110: 유니버설 조인트
111, 112: 연결축 121, 122: 링크
121a, 122a: 축 연결부 131, 132: 구동와이어
140: 방향전환 풀리 150: 와이어 가이드
160: 비신축성 튜브 161: 튜브 고정부100: universal joint device 110: universal joint
111, 112: connecting shaft 121, 122: link
121a and 122a: shaft connecting portions 131 and 132: drive wire
140: direction change pulley 150: wire guide
160: non-stretch tube 161: tube fixing portion

Claims (8)

중공을 구비하는 환형으로 이루어지고, 상기 환형의 외측면에 서로 교차하는 방향으로 형성된 제1 연결축과 제2 연결축을 구비하는 유니버설 조인트;
상기 제1 연결축의 양단이 회동 가능하게 연결되도록 한 쌍의 축 연결부를 가지는 제N 링크;
상기 제2 연결축의 양단이 회동 가능하게 연결되도록 한 쌍의 축 연결부를 가지는 제N+1 링크;
상기 제N 링크에서 인출되어 상기 유니버설 조인트에 순방향으로 접속하며, 상기 제1 연결축에 대하여 상기 유니버설 조인트를 구동하는 한 쌍의 제1 구동와이어;
상기 제N 링크에서 인출되어 상기 유니버설 조인트의 중공을 통과한 후 상기 유니버설 조인트에 역방향으로 접속하며, 상기 제2 연결축에 대하여 상기 유니버설 조인트를 구동하는 한 쌍의 제2 구동와이어;
를 포함하는 다자유도의 능동형 유니버설 조인트 장치.Universal joint having an annular having a hollow, having a first connecting shaft and a second connecting shaft formed in a direction crossing each other on the outer surface of the annular;
An N-th link having a pair of shaft connections such that both ends of the first connecting shaft are rotatably connected;
An N + 1 link having a pair of shaft connections such that both ends of the second connecting shaft are rotatably connected;
A pair of first driving wires drawn out of the N-th link and connected to the universal joint in a forward direction, and driving the universal joint with respect to the first connecting shaft;
A pair of second driving wires drawn out of the N-th link and passing through the hollow of the universal joint and connected to the universal joint in a reverse direction, and driving the universal joint with respect to the second connection shaft;
Multi-degree of freedom active universal joint device comprising a. 청구항 1에 있어서,
상기 제1 구동와이어는 상기 유니버설 조인트의 상기 제2 연결축 부근에 순방향으로 접속하고, 상기 제2 구동와이어는 상기 유니버설 조인트의 상기 제1 연결축 부근에 역방향으로 접속하는 것을 특징으로 하는 다자유도의 능동형 유니버설 조인트 장치.The method according to claim 1,
The first drive wire is connected to the vicinity of the second connecting shaft of the universal joint in the forward direction, the second drive wire is connected to the vicinity of the first connecting shaft of the universal joint in the reverse direction Active universal joint device. 청구항 1에 있어서,
상기 제N+1 링크에 설치되며, 상기 유니버설 조인트의 중공을 통과한 상기 제2 구동와이어의 방향을 상기 유니버설 조인트 쪽으로 전환시키는 방향전환 풀리;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다자유도의 능동형 유니버설 조인트 장치.The method according to claim 1,
A reversing pulley installed on the N + 1 link and shifting the direction of the second driving wire passing through the hollow of the universal joint toward the universal joint;
Multi-degree of freedom active universal joint device further comprises. 청구항 3에 있어서,
상기 방향전환 풀리는 상기 제2 구동와이어의 최소반경 조건을 만족하는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 다자유도의 능동형 유니버설 조인트 장치.The method according to claim 3,
The diverting pulley has an active universal joint device having a degree of freedom characterized in that it has a size that satisfies the minimum radius of the second drive wire. 청구항 1 내지 청구항 4 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 구동와이어는 상기 유니버설 조인트의 중공을 통과할 때 상기 중공의 중심을 지나는 것을 특징으로 하는 다자유도의 능동형 유니버설 조인트 장치.The method according to any one of claims 1 to 4,
And the second drive wire passes through the center of the hollow when passing through the hollow of the universal joint. 청구항 5에 있어서,
상기 제N 링크와 상기 제N+1 링크 중의 적어도 한 곳에 설치되어 상기 제2 구동와이어가 상기 중공의 중심을 지나도록 안내하는 와이어 가이드;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다자유도의 능동형 유니버설 조인트 장치.The method according to claim 5,
A wire guide installed at at least one of the N-th link and the N-th +1 link to guide the second driving wire through the center of the hollow;
Multi-degree of freedom active universal joint device further comprises. 청구항 1 내지 청구항 4 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 제N+1 링크에 설치되는 튜브 고정부;
상기 튜브 고정부에 고정되며, 상기 유니버설 조인트의 중공을 통과하는 상기 제2 구동와이어를 감싸도록 상기 유니버설 조인트의 중공 내부에 위치하는 비신축성 튜브;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다자유도의 능동형 유니버설 조인트 장치.The method according to any one of claims 1 to 4,
A tube fixing part installed at the N + 1th link;
A non-stretchable tube fixed to the tube fixing part and positioned inside the hollow of the universal joint to surround the second driving wire passing through the hollow of the universal joint;
Multi-degree of freedom active universal joint device further comprises. 중공을 구비하는 환형으로 이루어지고, 상기 환형의 외측면에 서로 교차하는 방향으로 형성된 제1 연결축과 제2 연결축을 구비하는 제n 유니버설 조인트;
중공을 구비하는 환형으로 이루어지고, 상기 환형의 외측면에 서로 교차하는 방향으로 형성된 제3 연결축과 제4 연결축을 구비하는 제n+1 유니버설 조인트;
상기 제1 연결축의 양단이 회동 가능하게 연결되도록 한 쌍의 축 연결부를 가지는 제N 링크;
상기 제2 연결축의 양단이 회동 가능하게 연결되도록 일단에 한 쌍의 축 연결부를 가지며, 상기 제3 연결축의 양단이 회동 가능하게 연결되도록 타단에 한 쌍의 축 연결부를 가지는 제N+1 링크;
상기 제4 연결축의 양단이 회동 가능하게 연결되도록 한 쌍의 축 연결부를 가지는 제N+2 링크;
상기 제N 링크에서 인출되어 상기 제n 유니버설 조인트에 순방향으로 접속하며, 상기 제1 연결축에 대하여 상기 제n 유니버설 조인트를 구동하는 한 쌍의 제1 구동와이어;
상기 제N 링크에서 인출되어 상기 제n 유니버설 조인트의 중공을 통과한 후 상기 제n 유니버설 조인트에 역방향으로 접속하며, 상기 제2 연결축에 대하여 상기 제n 유니버설 조인트를 구동하는 한 쌍의 제2 구동와이어;
상기 제N+1 링크에서 인출되어 상기 제n+1 유니버설 조인트에 순방향으로 접속하며, 상기 제3 연결축에 대하여 상기 제n+1 유니버설 조인트를 구동하는 한 쌍의 제3 구동와이어;
상기 제N+1 링크에서 인출되어 상기 제n+1 유니버설 조인트의 중공을 통과한 후 상기 제n+1 유니버설 조인트에 역방향으로 접속하며, 상기 제4 연결축에 대하여 상기 제n+1 유니버설 조인트를 구동하는 한 쌍의 제4 구동와이어;
를 포함하는 다자유도의 능동형 유니버설 조인트 장치.An n-th universal joint having an annular shape having a hollow and having a first connecting shaft and a second connecting shaft formed on the outer surface of the annular shape in a direction crossing each other;
An n + 1 universal joint having an annular shape having a hollow, and having a third connecting axis and a fourth connecting axis formed on the outer surface of the annular shape in a direction crossing each other;
An N-th link having a pair of shaft connections such that both ends of the first connecting shaft are rotatably connected;
An N + 1 link having a pair of shaft connecting portions at one end thereof so that both ends of the second connecting shaft are rotatably connected, and having a pair of shaft connecting portions at the other ends thereof so that both ends of the third connecting shaft are rotatably connected;
An N + 2 link having a pair of shaft connections such that both ends of the fourth connecting shaft are rotatably connected;
A pair of first drive wires drawn out of the N-th link and connected to the n-th universal joint in a forward direction and for driving the n-th universal joint with respect to the first connection shaft;
A pair of second drives drawn out from the N-th link and passing through the hollow of the n-th universal joint and connected to the n-th universal joint in a reverse direction, and driving the n-th universal joint with respect to the second connection shaft; wire;
A pair of third driving wires drawn out from the N + 1 link and connected to the n + 1 universal joint in a forward direction, and driving the n + 1 universal joint with respect to the third connecting shaft;
It is drawn out of the N + 1 link and passes through the hollow of the n + 1 universal joint. Then, the n + 1 universal joint is connected to the n + 1 universal joint in a reverse direction. A pair of fourth driving wires to drive;
Multi-degree of freedom active universal joint device comprising a.
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