KR20120105889A

KR20120105889A - 다자유도의 능동형 볼소켓 조인트 장치

Info

Publication number: KR20120105889A
Application number: KR1020110023594A
Authority: KR
Inventors: 김봉석; 황정훈; 김철성
Original assignee: 전자부품연구원; 주식회사 이턴
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2012-09-26
Also published as: KR101258962B1

Abstract

본 발명의 볼소켓 조인트 장치는 볼, 제N 링크, 제N+1 링크, 한 쌍의 제1 구동와이어, 한 쌍의 제2 구동와이어를 포함한다. 구 형상의 볼은 한 쌍의 대향하는 제1 가이드 슬롯과 한 쌍의 대향하는 제2 가이드 슬롯을 구비한다. 제1 가이드 슬롯과 제2 가이드 슬롯은 수평상의 교차하는 제1 축과 제2 축에 각각 위치하며 볼 표면을 따라 수직방향으로 형성된다. 제N 링크와 제N+1 링크는 볼의 하부와 상부에 각각 위치하고 한 쌍의 대향하는 제1 소켓과 제2 소켓을 각각 구비한다. 제1 소켓과 제2 소켓은 각각 제1 가이드 슬롯과 제2 가이드 슬롯에 결합되고 수직방향으로 제한적 이동이 가능하다. 제1 구동와이어는 제2 가이드 슬롯의 방향을 따라 제N 링크를 관통하여 제N+1 링크에 고정되고, 제1 축에 대하여 제N+1 링크를 구동한다. 제2 구동와이어는 제1 가이드 슬롯의 방향을 따라 제N 링크를 관통하여 제N+1 링크에 고정되고, 제2 축에 대하여 제N+1 링크를 구동한다. 다단으로 적용하여 원하는 다자유도의 기구부를 구성하거나 큰 각도의 운동범위를 확보할 수 있다.

Description

다자유도의 능동형 볼소켓 조인트 장치{Active Ball Socket Joint Apparatus with Multi-Degree of Freedom}

본 발명은 볼소켓 조인트 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다자유도를 갖는 능동형의 볼소켓 조인트 장치에 관한 것이다.

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.

이러한 다완 수술로봇의 관절부에 적용되는 기술 중의 하나로 볼소켓 조인트 구조가 알려져 있다. 그러나 종래의 볼소켓 조인트 구조에서는 두 축의 커플링으로 인해 제어가 쉽지 않은 문제가 있다. 이 때문에 다단 조인트 구조를 구현하여 자유도를 높이거나 큰 각도의 운동범위를 확보하기도 매우 어려운 실정이다.

본 발명의 목적은 두 축의 커플링 문제를 해소하고 최소의 영역에서 2축 관절을 구동할 수 있는 다자유도의 능동형 볼소켓 조인트 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 각각의 축에 대하여 독립적인 제어가 가능하도록 함으로써 제어가 용이한 다자유도의 능동형 볼소켓 조인트 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 효율적인 힘 전달이 가능하고 높은 자유도를 확보할 수 있는 다자유도의 능동형 볼소켓 조인트 장치를 제공하기 위한 것이다.

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 볼소켓 조인트 장치를 제공하기 위한 것이다.

이러한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명이 제공하는 다자유도의 능동형 볼소켓 조인트 장치는 볼, 제N 링크, 제N+1 링크, 한 쌍의 제1 구동와이어, 한 쌍의 제2 구동와이어를 포함하여 구성된다.

상기 볼은 구 형상으로 이루어지고, 한 쌍의 대향하는 제1 가이드 슬롯과 한 쌍의 대향하는 제2 가이드 슬롯을 구비한다. 상기 제1 가이드 슬롯은 수평상의 제1 축에 위치하며 상기 구 형상의 표면을 따라 수직방향으로 형성되고, 상기 제2 가이드 슬롯은 상기 제1 축과 교차하는 수평상의 제2 축에 위치하며 상기 구 형상의 표면을 따라 수직방향으로 형성된다. 상기 제N 링크는 상기 볼의 하부에 위치하고, 한 쌍의 대향하는 제1 소켓을 구비한다. 상기 제1 소켓은 상기 제1 가이드 슬롯에 각각 결합되어 수직방향으로 제한적 이동이 가능하도록 상기 제1 축에 위치한다. 상기 제N+1 링크는 상기 볼의 상부에 위치하고, 한 쌍의 대향하는 제2 소켓을 구비한다. 상기 제2 소켓은 상기 제2 가이드 슬롯에 각각 결합되어 수직방향으로 제한적 이동이 가능하도록 상기 제2 축에 위치한다. 상기 한 쌍의 제1 구동와이어는 상기 제2 가이드 슬롯의 방향을 따라 상기 제N 링크를 관통하여 상기 제N+1 링크에 고정되고, 상기 제1 축에 대하여 상기 제N+1 링크를 구동한다. 상기 한 쌍의 제2 구동와이어는 상기 제1 가이드 슬롯의 방향을 따라 상기 제N 링크를 관통하여 상기 제N+1 링크에 고정되고, 상기 제2 축에 대하여 상기 제N+1 링크를 구동한다.

본 발명에 따른 다자유도의 능동형 볼소켓 조인트 장치에서, 상기 볼에는 중심을 수직방향으로 관통하는 관통구멍이 형성될 수 있다.

또한, 상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 다음과 같은 구성을 가지는 다자유도의 능동형 볼소켓 조인트 장치를 제공할 수 있다.

볼은 구 형상이다. 제N 링크는 상기 볼의 하부에 위치하고, 한 쌍의 대향하는 제1 소켓을 구비한다. 상기 제1 소켓은 수평상의 제1 축에 위치하며 상기 볼을 부분적으로 감싸도록 상향 돌출된다. 제N+1 링크는 상기 볼의 상부에 위치하고, 한 쌍의 대향하는 제2 소켓을 구비한다. 상기 제2 소켓은 상기 제1 축과 교차하는 수평상의 제2 축에 위치하며 상기 볼을 부분적으로 감싸도록 하향 돌출된다. 한 쌍의 제1 구동와이어는 상기 제N 링크를 지나 상기 제N+1 링크에 접속되고, 상기 제1 축에 대하여 상기 제N+1 링크를 구동한다. 한 쌍의 제2 구동와이어는 상기 제N 링크를 지나 상기 제N+1 링크에 접속되고, 상기 제2 축에 대하여 상기 제N+1 링크를 구동한다.

이러한 다자유도의 능동형 볼소켓 조인트 장치에서, 상기 볼에는 중심을 수직방향으로 관통하는 관통구멍이 형성될 수 있다.

또한, 상기 볼의 표면에는 상기 제1 축에 위치하는 한 쌍의 제1 가이드 수단과 상기 제2 축에 위치하는 한 쌍의 제2 가이드 수단이 각각 수직방향으로 형성될 수 있고, 이때 상기 제1 소켓은 상기 제1 가이드 수단에 결합되어 수직방향으로 제한적 이동이 가능하며, 상기 제2 소켓은 상기 제2 가이드 수단에 결합되어 수직방향으로 제한적 이동이 가능하다. 이 경우, 상기 제1 가이드 수단과 상기 제2 가이드 수단은 각각 가이드 슬롯과 가이드 돌기 중 어느 하나일 수 있다.

한편, 상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 다음과 같은 구성을 가지는 다자유도의 능동형 볼소켓 조인트 장치를 제공할 수도 있다.

구 형상의 제n 볼은 중심을 수직방향으로 관통하는 관통구멍이 형성된다. 구 형상의 제n+1 볼은 상기 제n 볼의 상부에 위치하고, 중심을 수직방향으로 관통하는 관통구멍이 형성된다.

제N 링크는 상기 제n 볼의 하부에 위치하고, 한 쌍의 대향하는 제1 소켓을 구비한다. 상기 제1 소켓은 수평상의 제1 축에 위치하며 상기 제n 볼을 부분적으로 감싸도록 상향 돌출된다. 제N+1 링크는 상기 제n 볼의 상부 및 상기 제n+1 볼의 하부에 위치하고, 한 쌍의 대향하는 제2 소켓과 한 쌍의 대향하는 제3 소켓을 구비한다. 상기 제2 소켓은 상기 제1 축과 교차하는 수평상의 제2 축에 위치하며 상기 제n 볼을 부분적으로 감싸도록 하향 돌출된다. 상기 제3 소켓은 상기 제1 축에 위치하며 상기 제n+1 볼을 부분적으로 감싸도록 상향 돌출된다. 제N+2 링크는 상기 제n+1 볼의 상부에 위치하고, 한 쌍의 대향하는 제4 소켓을 구비한다. 상기 제4 소켓은 상기 제2 축에 위치하며 상기 제n+1 볼을 부분적으로 감싸도록 하향 돌출된다.

한 쌍의 제1 구동와이어는 상기 제N 링크를 지나 상기 제N+1 링크에 접속되고, 상기 제1 축에 대하여 상기 제N+1 링크를 구동한다. 한 쌍의 제2 구동와이어는 상기 제N 링크를 지나 상기 제N+1 링크에 접속되고, 상기 제2 축에 대하여 상기 제N+1 링크를 구동한다. 한 쌍의 제3 구동와이어는 상기 제N+1 링크를 지나 상기 제N+2 링크에 접속되고, 상기 제1 축에 대하여 상기 제N+2 링크를 구동한다. 한 쌍의 제4 구동와이어는 상기 제N+1 링크를 지나 상기 제N+2 링크에 접속되고, 상기 제2 축에 대하여 상기 제N+2 링크를 구동한다.

이러한 다자유도의 능동형 볼소켓 조인트 장치에서, 상기 제N+1 링크와 상기 제N+2 링크는 상호 독립적으로 구동될 수 있고, 상기 제N+2 링크가 상기 제N+1 링크에 종속적으로 구동될 수 있다.

본 발명에 따르면, 두 축에 각각 위치하는 두 쌍의 가이드 슬롯을 볼 표면에 수직방향으로 형성함으로써 두 축의 제어를 독립적으로 수행할 수 있고 각 축의 구동을 분리할 수 있다. 따라서 두 축의 커플링 문제를 해소하고 각각의 축에 대하여 독립적인 제어가 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 볼소켓 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.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 볼소켓 조인트 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 볼소켓 조인트 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 볼소켓 조인트 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 볼소켓 조인트 장치의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 적용예에 따른 볼소켓 조인트 장치의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 적용예에 따른 볼소켓 조인트 장치의 정면도이다.

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.

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.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 볼소켓 조인트 장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 볼소켓 조인트 장치의 사시도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 볼소켓 조인트 장치의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 볼소켓 조인트 장치의 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예의 볼소켓 조인트 장치(100)는 볼(110), 제N 링크(121), 제N+1 링크(122), 한 쌍의 제1 구동와이어(131), 한 쌍의 제2 구동와이어(132)를 포함하여 구성된다.

볼(110)은 구 형상으로 이루어진다. 그리고 볼(110)은 한 쌍의 대향하는 제1 가이드 슬롯(111)과 한 쌍의 대향하는 제2 가이드 슬롯(112)을 구비한다. 제1 가이드 슬롯(111)은 수평상의 제1 축(도 2의 A축)에 위치하고, 제2 가이드 슬롯(112)은 제1 축과 교차하는 수평상의 제2 축(도 2의 B축)에 위치한다. 제1 가이드 슬롯(111)과 제2 가이드 슬롯(112)은 각각 볼(110)의 표면을 따라 수직방향으로 형성된다.

제N 링크(121)는 볼(110)의 하부에 위치하고, 제N+1 링크(122)는 볼(110)의 상부에 위치한다. 또한, 제N 링크(121)는 한 쌍의 대향하는 제1 소켓(123)을 구비하며, 제N+1 링크(122)는 한 쌍의 대향하는 제2 소켓(124)을 구비한다. 제1 소켓(123)은 제1 축(A축)에 위치하여 볼(110)을 부분적으로 감싸도록 상향 돌출되며 볼(110)의 제1 가이드 슬롯(111)에 결합된다. 제2 소켓(124)은 제2 축(B축)에 위치하여 볼(110)을 부분적으로 감싸도록 하향 돌출되며 볼(110)의 제2 가이드 슬롯(112)에 결합된다.

도 3과 도 4에 잘 나타난 바와 같이, 제1 가이드 슬롯(111)과 제2 가이드 슬롯(112)은 볼(110)의 표면을 따라 수직방향으로 형성되지만 볼(110)의 상하단 끝까지 형성되지는 않는다. 즉, 제1 가이드 슬롯(111)과 제2 가이드 슬롯(112)은 각각 제1 소켓(123)과 제2 소켓(124)의 수직방향 이동을 안내하지만, 그 이동은 제한적이다. 이와 같이, 볼(110)에 형성된 제1 가이드 슬롯(111)과 제2 가이드 슬롯(112)은 제1 축(A축)과 제2 축(B축)에 대하여 운동방향을 구속하는 역할을 하면서 각 축의 구동을 분리한다.

도 2에 잘 나타난 바와 같이, 한 쌍의 제1 구동와이어(131)와 한 쌍의 제2 구동와이어(132)는 각각 제N 링크(121)를 지나 제N+1 링크(122)에 접속된다. 즉, 제1 구동와이어(131)는 제2 가이드 슬롯(112)의 방향을 따라 제N 링크(121)를 관통하여 제N+1 링크(122)에 고정되고, 제2 구동와이어(132)는 제1 가이드 슬롯(111)의 방향을 따라 제N 링크(121)를 관통하여 제N+1 링크(122)에 고정된다. 이를 위해, 제N 링크(121)와 제N+1 링크(122)에는 각각 와이어 삽입구멍(125, 126)이 형성되며, 제N+1 링크(122)에는 도 3에 도시된 바와 같이 구동와이어(131, 132)를 고정하기 위한 와이어 고정부(140)가 마련된다.

한 쌍의 제1 구동와이어(131)는 제1 축(A축)에 대하여 제N+1 링크(122)를 구동한다. 즉, 어느 한쪽의 제1 구동와이어(131)를 당기면 그 쪽의 제2 소켓(124)이 제2 가이드 슬롯(112)을 따라 하향 이동하므로 제N+1 링크(122)가 제1 축(A축)을 기준으로 회전하게 된다. 마찬가지로, 한 쌍의 제2 구동와이어(132)는 제2 축(B축)에 대하여 제N+1 링크(122)를 구동한다. 즉, 어느 한쪽의 제2 구동와이어(132)를 당기면 그 쪽의 제1 소켓(123)이 제1 가이드 슬롯(111)을 따라 상향 이동하므로 제N+1 링크(122)가 제2 축(B축)을 기준으로 회전하게 된다.

이러한 볼소켓 조인트 장치(100)에서, 볼(110)에는 중심을 수직방향으로 관통하는 관통구멍(113)이 형성될 수 있다. 볼(110)의 관통구멍(113)을 통해 전후 링크들의 배선이나 다른 구동와이어들이 통과할 수 있다.

본 명세서에서 '상부', '하부', '수평', '수직' 등의 용어는 도면을 기준으로 하여 구성요소들의 위치와 구조를 이해하기 쉽도록 사용된 용어일 뿐, 그 사전적인 의미로 국한하고자 한 것이 아니다. 또한, 본 명세서에서 링크의 명칭에 '제N'과 '제N+1'을 사용한 이유는 본 발명의 볼소켓 조인트 장치(100)가 특정 링크간의 결합에 국한되어 적용되지 않음을 나타내기 위한 것이다. 아울러, 본 발명의 볼소켓 조인트 장치(100)를 다단으로 적용할 수 있음을 나타내기도 한다. 이 경우의 적용예는 도 5와 도 6을 참조하여 후술한다.

전술한 바와 같이 볼(110)의 표면에는 각 축의 구동을 분리하기 위하여 가이드 슬롯(111, 112)이 형성되지만, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 다른 실시예에서 전술한 가이드 슬롯(111, 112)은 가이드 돌기나 그와 동일한 기능을 하는 다른 가이드 수단으로 대체될 수 있다.

한편, 본 발명의 볼소켓 조인트 장치(100)는 다단으로 적용하여 원하는 다자유도의 기구부를 구성할 수 있다. 이하, 이러한 예에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 제1 적용예에 따른 볼소켓 조인트 장치의 정면도이다.

도 5를 참조하면, 제1 볼(110-1)이 제1 링크(121)와 제2 링크(122)를 연결하고, 제2 볼(110-2)이 제2 링크(122)와 제3 링크(123)를 연결한다.

각각의 볼(110-1, 110-2)은 전술한 볼(110)과 동일하므로 중복 설명을 생략한다. 또한, 각각의 링크(121, 122, 123)는 전술한 제N 링크(121)와 제N+1 링크(122)에 해당한다. 도 5에 도시된 각각의 링크는 도 1 내지 도 4에서 전술한 링크 구조가 기다란 원통형 기구물의 양단에 형성된 형태이다. 본 적용예에서는 원통형 기구물과 그 양단의 링크 구조를 통틀어 링크로 칭한다.

제1 링크(121)는 제1 볼(110-1)의 하부에 위치하고, 한 쌍의 대향하는 제1 소켓을 구비한다. 제1 소켓은 제1 축에 위치하며 제1 볼(110-1)을 부분적으로 감싸도록 상향 돌출된다.

제2 링크(122)는 제1 볼(110-1)의 상부 및 제2 볼(110-2)의 하부에 위치한다. 또한, 제2 링크(122)는 하단에 한 쌍의 대향하는 제2 소켓을 구비하고 상단에 한 쌍의 대향하는 제3 소켓을 구비한다. 제2 소켓은 제2 축에 위치하며 제1 볼(110-1)을 부분적으로 감싸도록 하향 돌출된다. 제3 소켓은 제1 축에 위치하며 제2 볼(110-2)을 부분적으로 감싸도록 상향 돌출된다.

제3 링크(123)는 제2 볼(110-2)의 상부에 위치하고, 한 쌍의 대향하는 제4 소켓을 구비한다. 제4 소켓은 제2 축에 위치하며 제2 볼(110-2)을 부분적으로 감싸도록 하향 돌출된다.

한 쌍의 제1 구동와이어와 한 쌍의 제2 구동와이어는 제1 링크(121)를 지나 제2 링크(122)에 접속된다. 제1 구동와이어는 제1 축에 대하여 제2 링크(122)를 구동하고, 제2 구동와이어는 제2 축에 대하여 제2 링크(122)를 구동한다. 마찬가지로, 한 쌍의 제3 구동와이어와 한 쌍의 제4 구동와이어는 제2 링크(122)를 지나 제3 링크(123)에 접속된다. 제3 구동와이어는 제1 축에 대하여 제3 링크(123)를 구동하고, 제4 구동와이어는 제2 축에 대하여 제3 링크(123)를 구동한다. 따라서 도 5에 예시된 볼소켓 조인트 장치는 4자유도를 제공한다.

이와 같이, 본 발명의 볼소켓 조인트 장치를 다단으로 구성하여 제2 링크와 제3 링크를 상호 독립적으로 구동하면 효율적인 힘 전달이 가능하면서 높은 자유도를 확보할 수 있다.

또한, 본 발명의 볼소켓 조인트 장치(100)를 2단 이상으로 적용하여 종속적으로 제어할 수도 있다. 이하, 이러한 예에 대하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 제2 적용예에 따른 볼소켓 조인트 장치의 정면도이다.

도 6을 참조하면, 두 개의 볼(110-1, 110-2)이 제1 링크(121)와 제2 링크(122) 및 제2 링크(122)와 제3 링크(123)를 각각 연결한다. 볼(110-1, 110-2)과 링크(121, 122, 123)의 구조는 전술한 바와 동일하다.

본 적용예에서 후단 볼(110-2)에 의해 제2 링크(122)에 연결된 제3 링크(123)는 전단 볼(110-1)에 의해 제1 링크(121)에 연결된 제2 링크(122)에 종속적으로 구동된다.

즉, 제1 링크(121)로부터 제2 링크(122)에 접속된 제1 구동와이어가 제1 축에 대하여 제2 링크(122)를 구동할 때, 제2 링크(122)로부터 제3 링크(123)에 접속된 제3 구동와이어도 제1 축에 대하여 제3 링크(123)를 구동한다. 마찬가지로, 제1 링크(121)로부터 제2 링크(122)에 접속된 제2 구동와이어가 제2 축에 대하여 제2 링크(122)를 구동할 때, 제2 링크(122)로부터 제3 링크(123)에 접속된 제4 구동와이어도 제2 축에 대하여 제3 링크(123)를 구동한다.

1단으로 이루어진 볼소켓 조인트 장치는 일반적으로 운동범위에 한계가 있다. 따라서 본 적용예와 같이 2단 이상으로 볼소켓 조인트 장치를 적용하고 같은 방향의 축에 대하여 종속적으로 제어를 하게 되면, 운동범위의 한계를 극복하고 큰 각도로 운동범위를 확보할 수 있다. 예컨대, 1단의 볼소켓 조인트 장치가 45도의 회전반경을 가진다면, 2단으로 구성함으로써 90도의 각도로 구동할 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 다자유도 능동형 볼소켓 조인트 장치는 수술로봇 분야에 국한되지 않고 다양한 분야의 메커니즘에 활용될 수 있다.

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.

100: 볼소켓 조인트 장치 110: 볼
111, 112: 가이드 슬롯 113: 관통구멍
121, 122: 링크 123, 124: 소켓
125, 126: 와이어 삽입구멍 131, 132: 구동와이어
140: 와이어 고정부

Claims

구 형상으로 이루어지고, 수평상의 제1 축에 위치하며 상기 구 형상의 표면을 따라 수직방향으로 형성된 한 쌍의 대향하는 제1 가이드 슬롯을 구비하며, 상기 제1 축과 교차하는 수평상의 제2 축에 위치하며 상기 구 형상의 표면을 따라 수직방향으로 형성된 한 쌍의 대향하는 제2 가이드 슬롯을 구비하는 볼;
상기 볼의 하부에 위치하고, 상기 제1 가이드 슬롯에 각각 결합되어 수직방향으로 제한적 이동이 가능하도록 상기 제1 축에 위치한 한 쌍의 대향하는 제1 소켓을 구비하는 제N 링크;
상기 볼의 상부에 위치하고, 상기 제2 가이드 슬롯에 각각 결합되어 수직방향으로 제한적 이동이 가능하도록 상기 제2 축에 위치한 한 쌍의 대향하는 제2 소켓을 구비하는 제N+1 링크;
상기 제2 가이드 슬롯의 방향을 따라 상기 제N 링크를 관통하여 상기 제N+1 링크에 고정되고, 상기 제1 축에 대하여 상기 제N+1 링크를 구동하는 한 쌍의 제1 구동와이어;
상기 제1 가이드 슬롯의 방향을 따라 상기 제N 링크를 관통하여 상기 제N+1 링크에 고정되고, 상기 제2 축에 대하여 상기 제N+1 링크를 구동하는 한 쌍의 제2 구동와이어;
를 포함하는 다자유도의 능동형 볼소켓 조인트 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 볼에는 중심을 수직방향으로 관통하는 관통구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 다자유도의 능동형 볼소켓 조인트 장치.
구 형상의 볼;
상기 볼의 하부에 위치하고, 수평상의 제1 축에 위치하며 상기 볼을 부분적으로 감싸도록 상향 돌출된 한 쌍의 대향하는 제1 소켓을 구비하는 제N 링크;
상기 볼의 상부에 위치하고, 상기 제1 축과 교차하는 수평상의 제2 축에 위치하며 상기 볼을 부분적으로 감싸도록 하향 돌출된 한 쌍의 대향하는 제2 소켓을 구비하는 제N+1 링크;
상기 제N 링크를 지나 상기 제N+1 링크에 접속되고, 상기 제1 축에 대하여 상기 제N+1 링크를 구동하는 한 쌍의 제1 구동와이어;
상기 제N 링크를 지나 상기 제N+1 링크에 접속되고, 상기 제2 축에 대하여 상기 제N+1 링크를 구동하는 한 쌍의 제2 구동와이어;
를 포함하는 다자유도의 능동형 볼소켓 조인트 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 볼에는 중심을 수직방향으로 관통하는 관통구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 다자유도의 능동형 볼소켓 조인트 장치.
청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
상기 볼의 표면에는 상기 제1 축에 위치하는 한 쌍의 제1 가이드 수단과 상기 제2 축에 위치하는 한 쌍의 제2 가이드 수단이 각각 수직방향으로 형성되고,
상기 제1 소켓은 상기 제1 가이드 수단에 결합되어 수직방향으로 제한적 이동이 가능하며, 상기 제2 소켓은 상기 제2 가이드 수단에 결합되어 수직방향으로 제한적 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 다자유도의 능동형 볼소켓 조인트 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제1 가이드 수단과 상기 제2 가이드 수단은 각각 가이드 슬롯과 가이드 돌기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다자유도의 능동형 볼소켓 조인트 장치.
중심을 수직방향으로 관통하는 관통구멍이 형성된 구 형상의 제n 볼;
상기 제n 볼의 상부에 위치하고, 중심을 수직방향으로 관통하는 관통구멍이 형성된 구 형상의 제n+1 볼;
상기 제n 볼의 하부에 위치하고, 수평상의 제1 축에 위치하며 상기 제n 볼을 부분적으로 감싸도록 상향 돌출된 한 쌍의 대향하는 제1 소켓을 구비하는 제N 링크;
상기 제n 볼의 상부 및 상기 제n+1 볼의 하부에 위치하고, 상기 제1 축과 교차하는 수평상의 제2 축에 위치하며 상기 제n 볼을 부분적으로 감싸도록 하향 돌출된 한 쌍의 대향하는 제2 소켓을 구비하며, 상기 제1 축에 위치하며 상기 제n+1 볼을 부분적으로 감싸도록 상향 돌출된 한 쌍의 대향하는 제3 소켓을 구비하는 제N+1 링크;
상기 제n+1 볼의 상부에 위치하고, 상기 제2 축에 위치하며 상기 제n+1 볼을 부분적으로 감싸도록 하향 돌출된 한 쌍의 대향하는 제4 소켓을 구비하는 제N+2 링크;
상기 제N 링크를 지나 상기 제N+1 링크에 접속되고, 상기 제1 축에 대하여 상기 제N+1 링크를 구동하는 한 쌍의 제1 구동와이어;
상기 제N 링크를 지나 상기 제N+1 링크에 접속되고, 상기 제2 축에 대하여 상기 제N+1 링크를 구동하는 한 쌍의 제2 구동와이어;
상기 제N+1 링크를 지나 상기 제N+2 링크에 접속되고, 상기 제1 축에 대하여 상기 제N+2 링크를 구동하는 한 쌍의 제3 구동와이어;
상기 제N+1 링크를 지나 상기 제N+2 링크에 접속되고, 상기 제2 축에 대하여 상기 제N+2 링크를 구동하는 한 쌍의 제4 구동와이어;
를 포함하는 다자유도의 능동형 볼소켓 조인트 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 제N+1 링크와 상기 제N+2 링크는 상호 독립적으로 구동되거나,
상기 제N+2 링크는 상기 제N+1 링크에 종속적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 다자유도의 능동형 볼소켓 조인트 장치.