KR20130018402A - Actuator module having universal architecture - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 만능으로 결합할 수 있는 구조를 가진 액츄에이터 모듈에 관한 것으로, 상세하게는 복수개의 액츄에이터 모듈과 연결부를 원하는 방식대로 반복하여 상호결합함으로써 다양한 형태로 변화할 수 있도록, 규격화된 방식의 반복적 결합을 지원하는 신규한 구조를 가진 액츄에이터 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an actuator module having a structure that can be universally coupled, and in particular, a plurality of actuator modules and connecting parts can be changed in various forms by repeating mutual coupling by a desired manner, iterative coupling in a standardized manner The present invention relates to an actuator module having a novel structure that supports.
본 발명의 액츄에이터 모듈을 이용하여 조립할 수 있는 대표적인 아이템이 다관절 로봇이다. 물론, 그 외에도 통상적으로 모터나 액츄에이터류가 이용되는 분야로서, 다수의 모터나 액츄에이터가 상호 전기적 및/또는 기계적으로 연결되어 사용되는 경우에도 본 발명의 액츄에이터 모듈이 효과적으로 이용될 수 있다.Representative items that can be assembled using the actuator module of the present invention are articulated robots. Of course, in addition to the fields in which motors or actuators are typically used, the actuator module of the present invention may be effectively used even when a plurality of motors or actuators are used by being electrically and / or mechanically connected to each other.
산업용 로봇과 달리 가정이나 의료기관, 개호시설 등에서 여러가지 서비스를 해 주는 로봇을 퍼스널 로봇이라 한다. 이러한 퍼스널 로봇의 한 종류로 엔터테인먼트 로봇이 있다. 엔터테인먼트 로봇은 놀이를 중심으로 하며, 자율적 이동이 가능하며, 사람이나 동물 등의 형상에 유사하고, 심리적 치유 효과를 가지는 등의 특징이 있다. 이러한, 엔터테인먼트 로봇은 놀이, 심리치유, 교육 등 다양한 분야에서 활용될 수 있다.Unlike industrial robots, robots that provide various services in homes, medical institutions, and nursing homes are called personal robots. One type of such personal robot is an entertainment robot. Entertainment robots are centered on play, are capable of autonomous movement, are similar in shape to humans and animals, and have psychological healing effects. Such an entertainment robot can be utilized in various fields such as play, psychological healing, and education.
엔터테인먼트 로봇의 대표적인 예가 일본 소니의 '아이보'이며, 심리 치유 로봇으로 유명한 해표 모양의 '파로'같은 로봇도 있으며, 그 외에도 매우 다양한 형태의 소형 엔터테인먼트 로봇들이 존재한다.A representative example of entertainment robots is Sony's Aibo, a robot like a wave-shaped 'Faro', which is famous for psychological healing robots, and there are also various types of small entertainment robots.
한편, 이와 같은 소형 엔터테인먼트 로봇들의 경우, 마치 TV나 냉장고와 같은 가전제품과 같이, 제조업체에서 지정한 사양범위 내에서 하나의 고정된 형태를 가지고 지정된 종류의 기능을 구현하는 것이 일반적이다. 즉, 하나의 로봇을 구입할 때는 이미 그 로봇의 기능과 형태 상의 한계를 인정하고 구입하게 되는 것이므로, 이는 마치 TV를 사면서 냉장고의 기능과 형상을 기대하지 않고 사는 것과 마찬가지다.On the other hand, such small entertainment robots, such as home appliances such as TVs and refrigerators, it is common to implement a specified type of function with a fixed form within the specification range specified by the manufacturer. In other words, when purchasing a robot, it already recognizes the function and shape limitations of the robot and purchases it, as if buying a TV without expecting the function and shape of the refrigerator.
반면, 일종의 가전제품으로 여겨지는 PC는 특유의 자유도, 확장성과 호환성으로 인해 통상적인 가전제품과 매우 다른 역할을 수행하고 있다. 소프트웨어와 주변기기의 발달로 인해, 이제 PC는 TV, VCR, MP3, 커피메이커, 카메라 등 매우 다양한 역할을 소화해 낼 수 있게 되었다.On the other hand, a PC, considered a kind of home appliance, plays a very different role than a normal home appliance due to its unique freedom, scalability and compatibility. With the development of software and peripherals, PCs can now play a wide variety of roles, including TVs, VCRs, MP3s, coffee makers and cameras.
이와 마찬가지로 퍼스널 로봇에도 퍼스널 컴퓨터 즉, PC와 같은 자유도와 확장성과 호환성을 부여할 수 있다면, 사용자가 스스로 매우 다양한 형태로 변화하는 동시에 계속적으로 새로운 동작을 수행하는 로봇을 구현할 수 있을 것이다.Similarly, if a personal robot can be given the same degree of freedom and expandability and compatibility as a personal computer, that is, a PC, a user can implement a robot that continuously changes in various forms and simultaneously performs new operations.
본 발명은 앞서 언급한 바와 같은 요청에 부응하기 위해, 높은 자유도와 확장성과 호환성을 갖춘 로봇 솔루션을 제공함으로써 사용자 스스로 로봇을 변화시키고 업그레이드시켜 갈 수 있는 다관절 로봇에 이용될 수 있는 액츄에이터 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides an actuator module that can be used in the articulated robot that can change and upgrade the robot by the user by providing a robot solution with a high degree of freedom, expandability and compatibility to meet the above-mentioned request. It aims to do it.
본 발명은 액츄에이터 모듈 자체에 연결부재와의 결합을 위한 고정편을 설치하고, 연결부재에는 상기 고정편에 대응하는 구조를 가진 다른 고정편을 제공함으로써, 통상적인 볼트와 너트 결합수단을 이용하여 매우 효과적인 반복결합구조를 형성할 수 있는 만능결합구조를 가진 액츄에이터 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides a fixing piece for coupling with the connecting member in the actuator module itself, and by providing another fixing piece having a structure corresponding to the fixing piece, the connection member is very useful using a conventional bolt and nut coupling means. It is an object of the present invention to provide an actuator module having a universal coupling structure capable of forming an effective repeat coupling structure.
본 발명은 액츄에이터 모듈의 하우징의 각 부분에 새로운 디자인을 다양하게 도입함으써, 액츄에이터 모듈과 연결부재의 조립과 결합을 용이하게 할 뿐 아니라, 구성요소들 간의 결합 시에 수반되는 배선처리 문제를 원만하게 해결할 수 있는, 만능결합구조를 가진 액츄에이터 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention introduces a variety of new designs to each part of the housing of the actuator module, thereby facilitating the assembly and coupling of the actuator module and the connecting member, as well as the wiring problems involved in the coupling between the components. It is an object of the present invention to provide an actuator module having a universal coupling structure that can be solved easily.
본 발명은 액츄에이터 모듈들이 연결부재를 통해 다양한 형태로 상호결합하면서도 결합의 효율성을 잃지 않기 위해 각 액츄에이터 모듈들의 중심축이 적절하게 배치될 수 있는, 만능결합구조를 가진 액츄에이터 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an actuator module having a universal coupling structure in which the actuator modules can be appropriately arranged so that the actuator modules are mutually coupled in various forms through the connecting members, but not losing the coupling efficiency. do.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일실시예는 반복 결합이 가능한 액츄에이터 모듈로서, 가장자리에 다수개의 제1 고정편 세트를 가진 제1 하우징 및 제3 하우징; 및 상기 제1 하우징 및 제3 하우징의 사이에 위치하며, 기구부와 회로부를 수용하는 제2 하우징을 포함하며, 상기 다수개의 제1 고정편 세트는 상기 제1 하우징 및 제3 하우징의 측단 또는 하단에 돌출 설치되고, 상기 각각의 제1 고정편에는 통공이 마련되며, 상기 제1 하우징의 상단에는 상기 기구부의 구동 샤프트를 수용하는 통공이 마련되며, 상기 제1 고정편의 통공 또는 상기 구동 샤프트를 이용하여 연결부재와 선택적으로 결합가능한 것을 특징으로 하는 액츄에이터 모듈을 제공한다.One embodiment of the present invention to solve the above technical problem is an actuator module capable of repeatedly coupling, the first housing and the third housing having a plurality of first fixing piece set on the edge; And a second housing positioned between the first housing and the third housing, the second housing configured to receive a mechanism part and a circuit part, wherein the plurality of first fixing pieces are arranged at the side ends or the bottom of the first housing and the third housing. Protrudingly installed, each of the first fixing piece is provided with a through hole, the upper end of the first housing is provided with a through hole for receiving the drive shaft of the mechanism portion, by using the through hole or the drive shaft of the first fixing piece It provides an actuator module characterized in that the coupling member and the selectively coupled.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제1 고정편의 통공은 볼트의 출입을 위한 원형 구멍과 배선의 출입을 위한 사각형 구멍을 혼합한 형태인 혼합통공일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the through hole of the first fixing piece may be a mixed through hole in the form of a mixture of a circular hole for the entry and exit of the bolt and a rectangular hole for the entry and exit of the wiring.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 구동 샤프트 및 연결부재와 결합되는 혼(horn)을 더 포함하며, 상기 제1 하우징에는 혼 수용면이 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, further comprising a horn (horn) coupled to the drive shaft and the connection member, the first housing may be formed with a horn receiving surface.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 혼 수용면은 제1 하우징의 타부에 비해 낮게 함몰된 구조이며, 상기 혼 수용면에는 상기 제1 고정편이 형성되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the horn receiving surface is a structure recessed lower than the other portion of the first housing, the first fixing piece may not be formed on the horn receiving surface.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 구동 샤프트의 단부에는 결합돌기가 형성되며, 상기 혼의 중앙에는 상기 구동 샤프트의 결합돌기와 결합하는 샤프트 결합구가 마련될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the coupling protrusion is formed at the end of the drive shaft, the shaft coupling hole for coupling with the coupling protrusion of the drive shaft may be provided in the center of the horn.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제3 하우징에는 배선다발이 통과할 수 있는 관통공이 형성되며, 또한 상기 제3 하우징에는 상기 관통공을 통과하는 상기 배선다발이 상기 제3 하우징으로부터 이격돌출되지 않도록 하는 배선가이드부가 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, a through hole through which the wire bundle can pass is formed in the third housing, and the wire bundle passing through the through hole is not protruded from the third housing in the third housing. The wiring guide portion may be formed so as not to.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제1 고정편은 상기 연결부재에 마련된 제2 고정편과 볼트-너트 결합수단에 의해 결합될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the first fixing piece may be coupled by a second fixing piece and bolt-nut coupling means provided in the connecting member.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 액츄에이터 모듈은 연결부재를 개재하여 다수개가 결합가능하며, 각각의 상기 액츄에이터 모듈의 상면과 저면을 통과하는 가상의 중심축들은 서로 직교하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the actuator module may be coupled to a plurality via the connecting member, the virtual central axis passing through the top and bottom of each actuator module may be perpendicular to each other.
본 발명에 따라, 높은 자유도와 확장성과 호환성을 갖춘 로봇 솔루션을 제공함으로써 사용자 스스로 로봇을 변화시키고 업그레이드시켜갈 수 있는 다관절 로봇에 이용될 수 있는 액츄에이터 모듈이 제공된다.According to the present invention, there is provided an actuator module that can be used in an articulated robot that can change and upgrade a robot by a user by providing a robot solution with high freedom, expandability and compatibility.
본 발명에 따라, 액츄에이터 모듈 자체에 연결부재와의 결합을 위한 고정편을 설치하고, 연결부재에는 상기 고정편에 대응하는 구조를 가진 다른 고정편을 제공함으로써, 통상적인 볼트와 너트 결합수단을 이용하여 매우 효과적인 반복결합구조를 형성할 수 있는 만능결합구조를 가진 액츄에이터 모듈이 제공된다.According to the present invention, by installing a fixing piece for coupling with the connecting member in the actuator module itself, and providing the other fixing piece having a structure corresponding to the fixing piece in the connection member, using a conventional bolt and nut coupling means There is provided an actuator module having a universal coupling structure capable of forming a highly effective repeat coupling structure.
본 발명에 따라, 액츄에이터 모듈의 하우징의 각 부분에 새로운 디자인을 다양하게 도입함으써, 액츄에이터 모듈과 연결부재의 조립과 결합을 용이하게 할 뿐 아니라, 구성요소들 간의 결합 시에 수반되는 배선처리 문제를 원만하게 해결할 수 있는, 만능결합구조를 가진 액츄에이터 모듈이 제공된다.According to the present invention, by introducing a variety of new designs to each part of the housing of the actuator module, not only facilitates the assembly and coupling of the actuator module and the connecting member, but also the wiring problems involved in the coupling between the components There is provided an actuator module having a universal coupling structure that can solve the problem smoothly.
본 발명에 따라, 액츄에이터 모듈들이 연결부재를 통해 다양한 형태로 상호결합하면서도 결합의 효율성을 잃지 않기 위해 각 액츄에이터 모듈들의 중심축이 적절하게 배치될 수 있는, 만능결합구조를 가진 액츄에이터 모듈이 제공된다.According to the present invention, there is provided an actuator module having a universal coupling structure, in which the actuator modules can be appropriately arranged in order not to lose the coupling efficiency while mutually coupling the actuator modules in various forms.
도 1은 본 발명의 만능결합구조를 가진 액츄에이터 모듈로 구성된 다관절 로봇의 일 실시예에 관한 도이다.
도 2a 내지 도2d는 본 발명의 액츄에이터 모듈로 구성된 다관절 로봇의 다른 실시예에 관한 도이다.
도 3a 내지 도 3h는 본 발명의 액츄에이터 모듈에 관한 도이다.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 액츄에이터 모듈의 샤프트에 결합되는 혼에 관한 도이다.
도 5a 내지 5g는 본 발명의 액츄에이터 모듈에 결합되는 연결부재들에 관한 도이다.
도 6a 내지 도 10b는 본 발명의 액츄에이터 모듈과 연결부재의 결합관계에 관한 도이다.1 is a view of an embodiment of a multi-joint robot composed of an actuator module having a universal coupling structure of the present invention.
2A to 2D are views of another embodiment of an articulated robot constituted by an actuator module of the present invention.
3A to 3H are views of the actuator module of the present invention.
4A-4B are views of a horn coupled to the shaft of the actuator module of the present invention.
5a to 5g are views of the connecting members coupled to the actuator module of the present invention.
6a to 10b is a view of the coupling relationship between the actuator module and the connecting member of the present invention.
이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 만능결합구조를 가진 다관절 로봇의 일 실시예에 관한 도이다. 도 1에 도시된 다관절 로봇은 인간의 형상을 가진 휴머노이드이다. 도 1의 휴머노이드는 다수의 액츄에이터 모듈들(200)과 연결부재들(300)로 구성된다.1 is a view of an embodiment of a multi-joint robot having a universal coupling structure of the present invention. The articulated robot shown in FIG. 1 is a humanoid having a human shape. The humanoid of FIG. 1 is composed of a plurality of
도 2a 내지 도 2d는 각각 본 발명의 만능결합구조를 가진 다관절 로봇의 다른 실시예에 관한 도이다. 도 2a의 다관절 로봇은 공룡의 형상을 가지며, 도 2b의 다관절 로봇은 강아지의 형상을 가지며, 도 2c의 다관절 로봇은 포크레인의 형상을 가지며, 도 2d의 다관절 로봇의 꼬마 휴머노이드이다. 도 2a 내지 도 2d에 도시된 모든 다관절 로봇은, 제1 실시예의 휴머노이드와 동일한 종류의 액츄에이터 모듈들(200)과 연결부재들(300)로 구성될 수 있다.2A to 2D are diagrams illustrating another embodiment of the articulated robot having a universal coupling structure of the present invention, respectively. The articulated robot of FIG. 2A has a dinosaur shape, the articulated robot of FIG. 2B has a dog shape, the articulated robot of FIG. 2C has a shape of a fork lane, and is a little humanoid of the articulated robot of FIG. 2D. All articulated robots illustrated in FIGS. 2A to 2D may be configured of
본 발명의 다관절 로봇의 만능결합기능은 다관절 로봇의 기본 구성요소인 액츄에이터 모듈(200)과 연결부재들(300)의 간편하고도 효과적인 결합구조에 기인한다. 이하에서는, 액츄에이터 모듈(200)과 다양한 연결부재들(300)의 구조를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.The universal coupling function of the articulated robot of the present invention is due to the simple and effective coupling structure of the
도 3a 내지 도3h는 각각 본 발명의 다관절 로봇의 기본 구성요소인 액츄에티터 모듈의 정면도, 배면도, 측면도, 저면도, 제1사시도, 제2사시도, 제1내부도, 제2내부도이다. 액츄에이터 모듈의 본체는 제1하우징(210), 제2하우징(220), 제3하우징(230)으로 구성되며, 제1하우징(210)은, 바람직하게는 4개의 하우징 결합볼트(211)를 통해 제2하우징(220) 및 제3하우징(230)과 결합된다. 각 도면에 걸쳐 동일한 구성요소에는 동일한 도면번호를 사용하였다.3A to 3H are a front view, a rear view, a side view, a bottom view, a first perspective view, a second perspective view, a first internal view, and a second internal view of an actuator module which is a basic component of the articulated robot of the present invention, respectively. It is also. The main body of the actuator module is composed of the
액츄에이터 모듈의 내부는 모터, 기어박스(226), 샤프트(212) 등을 포함하는 기구부와 센서, 마이크로프로세서, 네트워크 인터페이스 등을 포함하는 회로부로 대별되며, 기구부는 제2하우징(220)의 중심축표시선(224)을 기준으로 일측에 위치하고 회로부는 제2하우징(220)의 타측에 위치하는 구조를 가진다(도 3c, 3g 참조).The interior of the actuator module is roughly divided into a mechanical part including a motor, a
제1하우징(210)은 액츄에이터 모듈의 기구부를 덮는 덮개 역할을 하며, 그 상단의 통공을 통해 기구부의 샤프트(212)를 수용하는 구조이다. 샤프트(212)는 그 외주면에 혼(Horn)(도 4a, 4b 참조)과의 결합을 위한 나사산을 구비하고 있으며, 그 상단에 혼과의 결합위치를 설정해 주는 결합돌기(214)를 구비하고 있다. 샤프트에 혼이 결합할 때 혼이 액츄에이터 모듈로부터 많이 돌출되지 않도록 하기 위해, 제1하우징(220)의 혼 수용면(216)이 제1하우징면(218)에 비해 낮은 구조를 취하고 있다. 한편, 혼(250)과 샤프트(212)를 결합할 때 두 부재의 결합각 설정이 용이하도록 혼 수용면(216)에는 중심표시선(217)이 표시되어 있다. 한편, 도시되어 있지는 않지만, 샤프트(212)에는 통상적으로 레이디얼 베어링이 결합되는데, 본 발명의 액츄에이터 모듈(200)의 경우 샤프트(212)에 인가되는 축방향 외력에 잘 견딜 수 있도록 스러스트 베어링이 추가적으로 장착되어 있다(도 3c, 3e 참조).The
제1하우징(210)과 제3하우징(230)의 가장자리에는 다수의 고정편들(240)이 위치한다. 제1 및 제3하우징은 각각, 바람직하게는 좌우측단에 각각 4개의 고정편과 하단에 2개의 고정편을 갖는다. 고정편(240)의 측면은 직사각형과 원형이 혼합된 형태의 혼합통공(242)이 구비되어 있어, 혼합통공을 통해 볼트결합 및 배선연결이 이루어질 수 있는 구조를 제공한다. 고정편(240)의 내측에는 예컨대 육각형 너트를 장착할 수 있는 너트수용부(244)가 구비되어 있다. 또한, 혼합통공(242)을 통과하여 너트수용부(244)에 수용된 너트에 결합된 볼트의 말단부를 수용하기 위해, 제2하우징(220)의 좌우측단에는 각 너트수용부(244)에 대응되는 볼트가이드홈(222)이 마련되어 있다(도 3b, 3f 참조).A plurality of fixing
액츄에이터 모듈(200)의 제1, 2, 3 하우징에 구비된 고정편(240), 혼합통공(242), 너트수용부(244), 볼트가이드홈(222)의 구조는, 타 액츄에이터 모듈(200)이나 연결부재(300)와 같은 조립대상물에 별도의 탭가공이나 홀가공을 하지 않고도 하우징 외부에 구비된 너트수용부(244)를 이용하여 상기 액츄에이터 모듈을 타 액츄에이터 모듈이나 연결부재에 간단하고도 견고하게 결합할 수 있는 장점을 제공한다. 또한, 고정편(240) 측면의 혼합통공(242)은 볼트의 출입을 위한 원형 구멍과 배선의 출입을 위한 사각형 구멍을 혼합한 형태로서, 액츄에이터 모듈들과 연결부재들 간의 조립시에 수반되는 배선처리를 단순화시켜 준다.The structure of the fixing
제3하우징의 상단에는 부싱연결부(238)가 형성되어, 액츄에이터 모듈(200)과 연결부재의 연결시 이용되는 부싱(370)을 수용한다. 부싱연결부(238)의 중앙에는 볼트구멍(239)이 형성되어 있어 연결부재를 액츄에이터 모듈(200)에 견고하게 결합시킬 수 있다. 또한, 부싱연결부(238)의 상부에는 액츄에이터 모듈의 동작상태를 표시하기 위한 LED조명(232)이 제공된다(도 3b, 3f 참조).A
제3하우징의 중단에는 2개의 직사각형 구멍 형태의 커넥터수용부(235)가 제공되며, 액츄에이터 간의 배선을 위한 커넥터(234)는 각 커넥터수용부(235) 내에서 액츄에이터에 일체형으로 형성되어 있어서, 배선플러그가 커넥터에 체결되더라도 배선플러그가 액츄에이터 외부로 돌출되는 것을 방지하도록 되어 있다. 또한, 제3하우징의 하단에는 배선가이드부(236)가 구비되어, 커넥터수용부(235)를 통과하여 배출되는 배선다발을 액츄에이터 모듈 외부로 돌출됨이 없이 제3하우징 하단으로 가지런하게 가이드할 수 있다(도 3b, 3f 참조).At the end of the third housing, two rectangular hole-shaped
한편, 제3하우징의 뒷면에는, 부싱연결부(238)의 볼트구멍(239)를 통해 들어오는 볼트와 결합되는 너트(도시되지 않음), 및 LED(232)를 수용하기 위한 LED커버(233)가 구비되어 있다(도 3h 참조).On the other hand, the back of the third housing, a nut (not shown) coupled with the bolt coming through the
도 4a 및 도 4b는 액츄에이터 모듈(200)의 샤프트(212)에 결합될 수 있는 혼(250)의 상면과 하면을 각각 도시하고 있다. 혼의 상면과 측면에는 샤프트(212)와의 결합위치를 설정해 주는 결합기준선(256)이 표시되어 있으며, 혼의 하면에는 혼과 연결부재와의 볼트결합시에 너트를 수용하기 위한 너트수용부(258)가 구비되어 있다. 혼의 중앙에는 샤프트(212)를 수용하기 위한 샤프트결합구(252)가 형성되며 샤프트결합구(252)의 하단에는 샤프트(212)와의 결합을 위한 결합나사산(257)이 형성되어 있다. 특히, 원형통공의 형태인 샤프트결합구(252)의 외주면 상에는 예컨대 120도의 각으로 3개의 홈이 형성되어 있는데, 혼(250)과 샤프트(212)의 결합시 반드시 이 세개의 홈 중 하나와 샤프트의 결합돌기(214)가 결합되도록 함으로써, 혼과(250)과 샤프트(212)가 착오에 의해 임의의 각도로 결합되는 것을 방지해 준다.4A and 4B show the top and bottom surfaces of the
도 5a, 5b는 제1연결부재(301)의 사시도들이며, 도 5c는 제2연결부재(302)의 사시도이며, 도 5d, 5e는 제3연결부재(303)의 사시도들이며, 도 5f, 5g는 제4연결부재(304)의 사시도들이다.5A and 5B are perspective views of the
제1, 2, 3, 4연결부재는 모두 공통적으로 중앙과 좌우측단에 배선다발이 관통할 수 있는 후크(340)가 형성되어 있으며, 타 연결부재나 액츄에이터 모듈과의 결합시 볼트머리가 삽입될 수 있는 제1볼트구멍(310)이 형성된 고정편들이 연결부재의 좌우측면에 구비되어 있다. 한편, 배선다발의 통로인 후크(340)가 형성된 제1, 2, 3, 4연결부재의 좌우측단은 각기 소정의 거리와 각도로 경사지게 형성되어 후크(340)를 관통하는 배선다발이 연결부재의 측면에 밀착되어 외부로 많이 돌출되지 않도록 유지해 준다.The first, second, third, and fourth connection members are all formed with
또한, 제1, 2, 3, 4연결부재의 후크가 형성된 중앙판에는 타 연결부재와 액츄에이터 모듈과의 결합을 위한 제2볼트구멍(320)과 너트수용부(330)가 형성되어 있다. 특히, 제3연결부재(303)와 제4연결부재(304)의 좌우측 고정편에는 액츄에이터의 구동부인 샤프트의 연장선 상에서 액츄에이터와 결합하기 위한 액츄에이터 결합구(350)가 부가적으로 형성되어 있다.In addition, a
이하, 각 연결부재(301, 302, 303, 304)와 타 연결부재 또는 액츄에이터 모듈(200) 사이의 결합관계를 도 6a 내지 10b를 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a coupling relationship between each
도 6a에서, 제3연결부재(303)의 좌측 고정편에 형성된 제1볼트구멍(310)을 통과한 볼트들이 액츄에이터 혼(250)에 형성된 볼트구멍들(254)을 통과하여 혼의 내부에 형성된 너트수용부(258) 내의 너트와 결합됨으로써, 제3연결부재(303)의 좌측 고정편과 액츄에이터 혼(250)이 견고하게 결합된다.In FIG. 6A, the bolts passing through the
또한, 제3연결부재(303)의 우측 고정편과 액츄에이터(200)를 결합하는 경우, 제3연결부재(303)의 우측 고정편에 형성된 액츄에이터 결합구(350)에 앵커(360)가 삽입되고, 우측 고정편과 액츄에이터의 부싱연결부(238) 사이에 부싱(370)이 삽입된다. 앵커(360), 액츄에이터 결합구(350), 부싱(370)을 차례로 통과한 볼트가 부싱연결부(238)의 중앙에 형성된 볼트구멍(239)을 거쳐 LED커버(233) 내에 수용된 너트에 결합됨으로써, 제3연결부재(303)의 우측 고정편과 액츄에이터가 견고하게 결합된다. 상기 부싱(570)은 기존의 강철(steel)계 미니어쳐 베어링을 플라스틱계 부싱으로 대체한 것으로서 액츄에이터 모듈을 경량화하는데 기여하기도 한다.In addition, when the right fixing piece of the third connecting
이와 같이 결합된 제3연결부재(303)와 액츄에이터의 결합도가 도 6b에 도시되어 있다. 본 발명의 연결부재와 액츄에이터 모듈 간의 결합의 특징은, 샤프트(212)에 결합된 혼(250)이 연결부재와의 결합부 구실을 할 뿐 아니라, 반대면에서도 부싱연결부(238) 중앙에 형성된 볼트구멍(239)으로 인해 액츄에이터와 연결부재와의 결합이 가능하므로, 결국 샤프트의 연장선 양단에서 연결부재와 액츄에이터와 결합할 수 있기 때문에, 통상적으로 구동부가 형성된 일측면으로만 결합이 가능하던 기존의 액츄에이터 구조에 비해 훨씬 더 견고하고 안정적인 결합이 가능하다는 점이다.The coupling of the
한편, 도 7a, 7b는 각각 제4연결부재(304)와 액츄에이터(200) 사이의 결합관계 및 완성된 결합구조를 도시하고 있다. 제4연결부재(304)의 각부와 액츄에이터(200)의 각부 사이의 결합관계는, 제4연결부재(304)의 좌우측 고정편이 경사져 있는 점을 제외하고는, 도 6a, 6b에 도시된 제3연결부재(303)의 경우와 동일하므로 구체적인 설명을 생략하기로 한다.7A and 7B show a coupling relationship and a completed coupling structure between the
도 8a, 8b는 하나의 제1연결부재(301)를 이용한 두 개의 액츄에이터 모듈(200)의 결합관계 및 완성된 결합구조를 도시하고 있다. 제1연결부재(301)의 좌우측 고정편의 내측부 사이의 거리는 액츄에이터 모듈의 제1하우징(210)과 제3하우징(230)의 가장자리에 형성된 대향하는 고정편들(240)의 외측부 사이의 거리와 거의 일치하여서, 제1연결부재(301)가 액츄에이터의 고정편(240)과 적절하게 결합될 수 있다. 또한, 제1연결부재(301)의 내측부와 중앙판 사이에 형성된 경사면은 제1, 3하우징에 형성된 고정편들(240)의 모서리의 경사면과 동일 각도로 형성되어, 제1연결부재(301)가 액츄에이터와 더욱 밀착되도록 함으로써 결합의 견고성을 증가시킨다. 또한, 도 8a에는 제1, 3하우징의 고정편(240) 내측에 형성된 너트수용부(244)에 너트가 결합되는 방식을 잘 도시하고 있다.8A and 8B illustrate a coupling relationship and a completed coupling structure of two
도 9a, 9b는 액츄에이터 결합시에 혼(250)을 이용하지 않고, 두 개의 제1연결부재를 이용하여 두 개의 액츄에이터 모듈(200)을 결합할 때의 결합관계 및 완성된 결합구조를 도시하고 있다. 제1연결부재(301)에는 3*3의 형태로 8개(후크(340)로 인해 1개 감소)의 너트수용부(330)가 정사각형 타입의 배치를 이루고 있어서, 타 연결부재와의 결합시 규격성을 부여하고 있다.9A and 9B show a coupling relationship and a completed coupling structure when coupling two
도 10a는 제1, 2, 3연결부재를 이용하여 3개의 액츄에이터 모듈(200)을 상호 직교하도록 조립한 예를 도시하고 있다. 제2연결부재(302)의 경우 하단에 형성된 5개의 너트수용부(330)는 제1연결부재(301)의 경우와 동일한 간격으로 배치되어 있지만, 상단에 형성된 6개의 너트수용부는 상이한 소정의 간격과 크기로 형성되어 있어 다양한 결합구조를 가능하게 한다.FIG. 10A illustrates an example in which three
특히, 제2연결부재(302)의 상단 중앙에 형성된 너트수용부는 제3연결부재(303)나 제4연결부재(304)의 액츄에이터 결합구(350)에 결합될 수 있는 위치와 크기를 가져서, 액츄에이터 모듈(200)의 좌우측면과 제3, 4연결부재의 결합시에 양자 사이를 효과적으로 연결할 수 있다. 한편, 액츄에이터 모듈(200)의 전면과 후면이 제3, 4연결부재와 결합하는 경우는 도 6a 내지 7b에 도시된 것처럼, 액츄에이터 모듈(200)과 제3, 4연결부재가 직접결합될 수 있다. 또한, 제2연결부재(302)의 하단의 너트수용부가 동일한 간격의 2*3 직사각형 배치 방식을 따르고, 제3연결부재(303)와 제4연결부재(304)의 너트수용부도 이와 동일한 간격으로 5*3의 직사각형 배치 방식을 따르고 있어서, 제1, 2, 3, 4연결부재들과 액츄에이터 모듈(200)과의 결합이 규격화될 수 있다.In particular, the nut receiving portion formed at the center of the upper end of the second connecting
도 8b 및 도 9b에서, 하나의 액츄에이터 모듈(200)을 길이방향 즉, 세로방향으로 지나는 가상의 중심축과 다른 액츄에이터 모듈(200)을 길이방향 즉, 세로방향으로 지나는 가상의 중심축은 서로 직교하여 교차점을 형성한다. 또한, 도 10a에서, 세 개의 액츄에이터 모듈(200)에 관한 가상의 중심축(A, B, C)도 서로 직교하여 교차점을 형성한다. 이와 같이, 본 발명의 액츄에이터 모듈(200)과 제1, 2, 3, 4연결부재는, 항상 액츄에이터 모듈(200)의 가상의 중심축이 상호 직교하여 교차점을 형성하는 방식으로 결합될 수 있으며, 이러한 직교결합이 가능하기 때문에 결합자체의 견고성이 증가할 뿐 아니라 액츄에이터 모듈(200)의 샤프트(212)에 경사 방향의 하중이 걸리지 않게 되어 액츄에이터 모듈(200)이 기능열화가 방지될 수 있으며, 액츄에이터 모듈(200) 설계도 효과적으로 이루어질 수 있다.8B and 9B, the virtual central axis passing one
도 10b는 액츄에이터 모듈 하우징의 좌우측단과 하단의 고정편에 제1연결부재(301)가 결합된 형태를 도시하고 있다. 3개의 제1연결부(301)와 1개의 제3연결부(303)가 이용되어, 액츄에이터 모듈의 상하좌우 모든 방향에서 다른 구성요소와 결합된 상태이다. 도 10b에서 타원으로 표시된 바와 같이 다수의 고정편이 예컨대 90°의 각도로 또는 경사지게 인접하여 결합될 때는 상호간섭을 배제할 수 있도록 고정편의 단부가 형성되어야 하며, 예컨대 도 5a, 5c에 도시된 바와 같이 제1연결부재와 제2연결부재의 고정편의 단부가 경사지게 형성되면 직각 또는 인접결합시 상호간섭이 일어나지 않는다.FIG. 10B illustrates a form in which the
이상에서 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 설명하였지만, 규격화되고 모듈화된 구조를 갖는 액츄에이터 모듈들을 결합함으로써 다양한 형태를 가진 액츄에이팅 메커니즘을 구현할 수 있다는 것과 액츄에이터 모듈에 연결부재와의 결합을 위한 결합수단을 형성함으로써 공지의 결합방법으로 액츄에이터 모듈과 연결부재를 결합할 수있다는 것에 기초하는 본 발명의 사상이 예컨대, 하우징의 개수를 특정하고 볼트-너트 결합과 같은 공지의 결합수단의 일부만을 개시하고 주로 다관절 로봇에 적용되는 경우를 설명한 상기 실시예들에 의해 한정되는 것은 아니다. 예컨대 볼트-너트 결합 대신 리벳 결합과 같은 공지의 대체적 결합 방식을 채택할 경우, 본 발명의 볼트구멍, 너트수용부 등이 그에 적합한 형태로 변화될 수 있음은 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 자명한 것이다.Although the present invention has been described in the above preferred embodiment, the actuator module having a standardized and modular structure can be combined to implement an actuator mechanism having various forms, and a coupling means for coupling with the connecting member in the actuator module. The idea of the invention, which is based on the fact that the actuator module and the connecting member can be coupled by a known coupling method by forming a number, for example, specifies the number of housings and discloses only a part of the known coupling means such as bolt-nut coupling. The present invention is not limited to the above-described embodiments when applied to an articulated robot. For example, in the case of adopting a known alternative coupling method such as rivet coupling instead of bolt-nut coupling, it is possible to change the bolt hole, nut receiving portion, etc. of the present invention into a suitable form. It is obvious to those who have it.
따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 의거하여 정해져야 한다.Accordingly, the scope of the invention should be defined based on the appended claims.
Claims (8)
가장자리에 다수개의 제1 고정편 세트를 가진 제1 하우징 및 제3 하우징; 및
상기 제1 하우징 및 제3 하우징의 사이에 위치하며, 기구부와 회로부를 수용하는 제2 하우징을 포함하며,
상기 다수개의 제1 고정편 세트는 상기 제1 하우징 및 제3 하우징의 측단 또는 하단에 돌출 설치되고, 상기 각각의 제1 고정편에는 통공이 마련되며,
상기 제1 하우징의 상단에는 상기 기구부의 구동 샤프트를 수용하는 통공이 마련되며,
상기 제1 고정편의 통공 또는 상기 구동 샤프트를 이용하여 연결부재와 선택적으로 결합가능한 것을 특징으로 하는 액츄에이터 모듈.
Actuator module that can be repeatedly combined,
A first housing and a third housing having a plurality of first set of pieces at an edge thereof; And
A second housing positioned between the first housing and the third housing, the second housing receiving the mechanism part and the circuit part;
The plurality of first fixing piece sets protrude from side ends or bottoms of the first and third housings, and each of the first fixing pieces is provided with a through hole.
The upper end of the first housing is provided with a through hole for receiving the drive shaft of the mechanism,
Actuator module, characterized in that selectively coupled with the connecting member using the through-hole or the drive shaft of the first fixing piece.
상기 제1 고정편의 통공은 볼트의 출입을 위한 원형 구멍과 배선의 출입을 위한 사각형 구멍을 혼합한 형태인 혼합통공인 것을 특징으로 하는 액츄에이터 모듈.
The method of claim 1,
The through-hole of the first fixing piece is an actuator module, characterized in that the mixed through-hole in the form of a mixture of a circular hole for the entry and exit of the bolt and a rectangular hole for the entry and exit of the wiring.
상기 구동 샤프트 및 연결부재와 결합되는 혼(horn)을 더 포함하며, 상기 제1 하우징에는 혼 수용면이 형성되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 모듈.
The method of claim 1,
And a horn coupled to the drive shaft and the connecting member, wherein the first housing is provided with a horn receiving surface.
상기 혼 수용면은 제1 하우징의 타부에 비해 낮게 함몰된 구조이며, 상기 혼 수용면에는 상기 제1 고정편이 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 모듈.
The method of claim 3,
The horn receiving surface is a structure recessed lower than the other portion of the first housing, the actuator module, characterized in that the first fixing piece is not formed on the horn receiving surface.
상기 구동 샤프트의 단부에는 결합돌기가 형성되며, 상기 혼의 중앙에는 상기 구동 샤프트의 결합돌기와 결합하는 샤프트 결합구가 마련되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 모듈.
The method of claim 3,
A coupling protrusion is formed at an end of the driving shaft, and an actuator module is provided at the center of the horn, the shaft coupling hole coupled with the coupling protrusion of the driving shaft.
상기 제3 하우징에는 배선다발이 통과할 수 있는 관통공이 형성되며, 또한 상기 제3 하우징에는 상기 관통공을 통과하는 상기 배선다발이 상기 제3 하우징으로부터 이격돌출되지 않도록 하는 배선가이드부가 형성되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 모듈.
The method of claim 1,
A through hole through which the wire bundle can pass is formed in the third housing, and a wire guide part is formed in the third housing to prevent the wire bundle passing through the through hole from being spaced apart from the third housing. Actuator module.
상기 제1 고정편은 상기 연결부재에 마련된 제2 고정편과 볼트-너트 결합수단에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 모듈.
The method of claim 1,
The first fixing piece is an actuator module, characterized in that coupled to the second fixing piece provided in the connecting member and the bolt-nut coupling means.
상기 액츄에이터 모듈은 연결부재를 개재하여 다수개가 결합가능하며, 각각의 상기 액츄에이터 모듈의 상면과 저면을 통과하는 가상의 중심축들은 서로 직교하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 모듈.The method of claim 1,
The actuator module may be coupled to a plurality of members via a connecting member, and the virtual center axes passing through the top and bottom surfaces of the actuator modules are perpendicular to each other.
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