KR20130126081A - Break apparatus comprising toothed break plate and motor assembly using the same - Google Patents
Break apparatus comprising toothed break plate and motor assembly using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20130126081A KR20130126081A KR1020120049863A KR20120049863A KR20130126081A KR 20130126081 A KR20130126081 A KR 20130126081A KR 1020120049863 A KR1020120049863 A KR 1020120049863A KR 20120049863 A KR20120049863 A KR 20120049863A KR 20130126081 A KR20130126081 A KR 20130126081A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- brake
- motor
- output shaft
- tooth
- brake device
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D63/00—Brakes not otherwise provided for; Brakes combining more than one of the types of groups F16D49/00 - F16D61/00
- F16D63/002—Brakes with direct electrical or electro-magnetic actuation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D63/00—Brakes not otherwise provided for; Brakes combining more than one of the types of groups F16D49/00 - F16D61/00
- F16D63/006—Positive locking brakes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2121/00—Type of actuator operation force
- F16D2121/18—Electric or magnetic
- F16D2121/20—Electric or magnetic using electromagnets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 브레이크 장치 및 그를 이용한 모터 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 치형의 브레이크를 이용하여 비교적 정확하게 정지력을 조절할 수 있는 치형 브레이크를 갖는 브레이크 장치 및 그를 이용한 모터 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a brake device and a motor assembly using the same, and more particularly, to a brake device having a toothed brake that can adjust the stopping force relatively precisely using a toothed brake and a motor assembly using the same.
브레이크 장치는 이동하는 물체의 가감속을 제어하거나, 정지 물체 또는 순간 동작하는 물체를 정지시키는 용도로 사용되고 있다.The braking device is used for controlling the acceleration / deceleration of a moving object or stopping a stationary object or an instantaneous object.
이러한 대부분의 브레이크 장치는 마찰 방식의 브레이크 패드를 이용하여 물체에 대한 브레이킹 동작을 수행한다. 즉 브레이킹 동작이 필요한 물체에 브레이크 패드를 기계적으로 접촉시키고, 이때 발생하는 마찰력을 이용하여 물체에 대한 브레이킹 동작을 수행한다.Most of these brake devices perform a braking operation on an object using a friction brake pad. That is, the brake pad is mechanically brought into contact with an object requiring a braking operation, and a braking operation is performed on the object using the frictional force generated at this time.
그런데 종래의 마찰 방식의 브레이크 장치는 브레이킹을 수행하는 과정에서 미끄러지는 슬립 현상이 발생되기 때문에, 비교적 정확하게 정지력 조절이 필요한 부분, 예컨대 로봇의 1자유도 관절 등에 사용하는 데는 한계가 있다. 이로 인해 기존의 마찰 방식의 브레이크 장치로는 비교적 정확하게 정지력 조절이 필요한 물체에 사용할 수 없는 문제점을 안고 있다.However, since the conventional friction type brake device generates a slip phenomenon during the braking operation, there is a limit to the use of a part requiring a relatively accurate stopping force adjustment, for example, a one-degree-freedom joint of a robot. As a result, the existing friction type brake device has a problem that it can not be used for an object which requires relatively accurate stop force adjustment.
또한 이러한 종래의 마찰 방식의 브레이크 장치는 브레이킹이 필요한 물체 부분의 외측에 설치되고, 브레이크 장치에 구동 전원을 공급하거나 브레이크 장치를 구성하는 부품을 전기적으로 연결하기 위한 배선 공간이 별도로 필요하기 때문에, 물체를 소형화하는 데 장애 요인으로 작용하고 있다.In addition, since such a conventional friction type brake device is provided outside the object portion requiring braking, and a wiring space for electrically connecting the components constituting the brake device or supplying the driving power to the brake device is separately required, Which is an obstacle to downsizing.
더욱이 이러한 종래의 마찰 방식의 브레이크 장치는 브레이킹이 필요한 물체 부분의 외측에 설치되고, 브레이크 패드가 브레이킹 동작을 수행하기 위한 이동 공간이 필요하기 때문에, 물체에서 브레이크 장치가 설치 및 이동 공간을 많이 차지하게 된다. 이로 인해 물체를 소형화하는 데 장애 요인으로 작용하고 있다.Further, since such a conventional friction type brake device is provided outside the object portion requiring braking and requires a moving space for the brake pad to perform the braking operation, the brake device in the object occupies a large space for installation and movement do. This causes obstacles to miniaturization of the object.
이와 같이 기존의 마찰 방식의 브레이크 패드로는 비교적 정확하게 정지력 조절이 필요한 물체에서 사용할 수 없고 설치 공간도 많이 차지하고, 1축 방향의 토크를 정확히 측정할 수 없기 때문에, 이러한 문제를 해소할 수 있는 브레이크 장치 및 1축 토크 센서의 개발이 요구되고 있다.In this way, the conventional brake pads cannot solve the problem because they cannot be used in an object that requires relatively precise adjustment of the stopping force, take up a lot of installation space, and cannot accurately measure torque in the axial direction. There is a need for development of a device and a single-axis torque sensor.
따라서 본 발명의 목적은 기존의 마찰 방식의 브레이킹 방식에서 탈피하여 비교적 정확하게 정지력을 조절할 수 있는 치형 브레이크를 갖는 브레이크 장치 및 그를 이용한 모터 조립체를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a brake device having a toothed brake that can adjust the stopping force relatively accurately by breaking from the conventional frictional braking method and a motor assembly using the same.
본 발명의 다른 목적은 배선과 공간 활용을 극대화할 수 있는 중공홀 구조를 갖는 치형 브레이크를 갖는 브레이크 장치 및 그를 이용한 모터 조립체를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a brake device having a toothed brake having a hollow hole structure capable of maximizing wiring and space utilization, and a motor assembly using the same.
본 발명의 또 다른 목적은 브레이크 장치가 차지하는 공간을 최소화할 수 있는 컴팩트한 구조의 치형 브레이크를 갖는 브레이크 장치 및 그를 이용한 모터 조립체를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a brake device having a toothed brake having a compact structure and a motor assembly using the same, which can minimize the space occupied by the brake device.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 브레이크 장치는 제1 브레이크와 제2 브레이크를 포함한다. 상기 제1 브레이큰 모터의 출력축 방향으로 이동 가능하게 상기 모터의 외측에 설치되며, 상기 모터의 일단부를 향하는 면의 둘레에 제1 치형이 형성되어 있다. 상기 제2 브레이크는 상기 제1 브레이크의 제1 치형이 형성된 면과 마주보게 설치되며, 상기 제1 브레이크의 제1 치형이 형성된 면과 마주보는 면에 상기 제1 치형에 맞물릴 수 있는 제2 치형이 형성되어 있고, 상기 모터의 일단부로 돌출된 상기 모터의 출력축에 고정 설치되어 있다. 이때 상기 제1 브레이크가 상기 제2 브레이크쪽으로 이동하여 상기 제1 치형이 상기 제2 치형에 맞물리게 결합되면 상기 모터의 출력축에 대한 브레이킹을 수행하고, 상기 제1 브레이크가 상기 제2 브레이크에서 분리되면 상기 모터의 출력축에 대한 브레이킹을 해제한다.In order to achieve the above object, the brake device according to the present invention includes a first brake and a second brake. A first tooth is formed on an outer side of the motor so as to be movable in an output shaft direction of the first broken motor, and a circumference of a surface facing one end of the motor. The second brake may be installed to face a surface on which the first tooth of the first brake is formed, and the second tooth may engage the first tooth on a surface facing the surface on which the first tooth of the first brake is formed. Is formed, and is fixed to the output shaft of the motor protruding to one end of the motor. At this time, when the first brake is moved toward the second brake and the first tooth is engaged with the second tooth, braking of the output shaft of the motor is performed, and when the first brake is separated from the second brake, Release the braking of the output shaft of the motor.
본 발명에 따른 치형 브레이크를 갖는 브레이크 장치는 홀딩 링과 복수의 솔레노이드를 더 포함할 수 있다. 상기 홀딩 링은 상기 제2 브레이크를 사이에 두고 상기 제1 브레이크와 마주보게 위치하며 상기 모터의 외측에 연결되어 고정되며, 가장자리 둘레에 설치되는 복수의 자석이 발생시키는 자석으로 상기 제1 브레이크를 당겨 상기 제1 치형을 상기 제2 치형에 맞물리게 결합시켜 상기 제1 브레이크를 상기 제2 브레이크에 홀딩한다. 그리고 상기 복수의 솔레노이드는 상기 복수의 자석에 대응하는 상기 제1 브레이크의 위치에 설치되어 상기 복수의 자석에 반대되는 자력을 발생시켜 상기 제2 브레이크에서 상기 제1 브레이크를 이격시킨다.The brake device having a toothed brake according to the present invention may further comprise a holding ring and a plurality of solenoids. The holding ring is positioned to face the first brake with the second brake interposed therebetween, and is connected to and fixed to the outside of the motor, and pulls the first brake with a magnet generated by a plurality of magnets installed around an edge. The first brake is engaged with the second tooth to hold the first brake to the second brake. The plurality of solenoids may be installed at positions of the first brakes corresponding to the plurality of magnets to generate a magnetic force opposite to the plurality of magnets, thereby separating the first brakes from the second brakes.
본 발명에 따른 치형 브레이크를 갖는 브레이크 장치는 복수의 리니어 부시를 더 포함할 수 있다. 상기 복수의 리니어 부시는 상기 모터와 상기 제1 브레이크를 연결하며, 상기 모터의 외측에서 상기 제1 브레이크를 모터의 출력축 방향으로 이동을 안내한다.The brake device having a toothed brake according to the present invention may further comprise a plurality of linear bushes. The plurality of linear bushes connect the motor and the first brake, and guide the movement of the first brake toward the output shaft of the motor from the outside of the motor.
본 발명에 따른 치형 브레이크를 갖는 브레이크 장치에 있어서, 상기 제1 브레이크는 제1 브레이크 몸체와 덮개링을 포함할 수 있다. 상기 제1 브레이크 몸체는 링 형상으로 복수의 솔레노이드 및 복수의 리니어 부시가 각각 내설되는 복수의 내설 홈이 형성되어 있다. 그리고 상기 덮개링은 상기 내설 홈이 개방된 쪽의 상기 제1 브레이크 몸체에 결합되어 상기 내설 홈에 설치된 상기 솔레노이드 및 리니어 부시를 상기 제1 브레이크 몸체에 구속한다.In the brake device having a toothed brake according to the present invention, the first brake may include a first brake body and a cover ring. The first brake body has a plurality of inner grooves in which a plurality of solenoids and a plurality of linear bushes are respectively formed in a ring shape. The cover ring is coupled to the first brake body on the side where the internal snow groove is open to restrain the solenoid and the linear bush installed in the internal snow groove to the first brake body.
본 발명에 따른 치형 브레이크를 갖는 브레이크 장치에 있어서, 상기 제2 브레이크는 외주면의 가장자리 둘레에 상기 제2 치형이 형성되고, 중심 부분에 상기 모터의 출력축이 스플라인 구조로 결합되게 중공홀이 형성되어 있다.In the brake device having a toothed brake according to the present invention, the second brake has a second tooth formed around an edge of an outer circumferential surface thereof, and a hollow hole is formed in a central portion such that the output shaft of the motor is coupled in a splined structure. .
본 발명에 따른 치형 브레이크를 갖는 브레이크 장치에 있어서, 상기 홀딩 링은 상기 복수의 솔레노이드에 대응되게 상기 복수의 자석이 각각 설치되는 자석 설치홈이 형성되고, 중심에 엔코더가 설치되는 엔코더 설치구멍이 형성되어 있다.In the brake device having a toothed brake according to the present invention, the holding ring is provided with a magnet mounting groove in which the plurality of magnets are respectively installed to correspond to the plurality of solenoids, and an encoder mounting hole in which an encoder is installed in the center thereof. It is.
본 발명은 또한, 양쪽으로 중공형의 출력축이 돌출되게 설치된 모터와, 상기 모터의 출력축 방향으로 상기 모터에 직렬로 결합되어 상기 출력축의 구동을 브레이킹하는 브레이크 장치를 포함하는 모터 조립체를 포함한다. 이때 상기 브레이크 장치는 제1 브레이크, 제2 브레이크, 홀딩 링 및 복수의 솔레노이드를 포함한다. 상기 제1 브레이크는 상기 모터의 출력축 방향으로 이동 가능하게 상기 모터의 외측에 설치되며, 상기 모터의 일단부를 향하는 면의 둘레에 제1 치형이 형성되어 있다. 상기 제2 브레이크는 상기 제1 브레이크의 제1 치형이 형성된 면과 마주보게 설치되며, 상기 제1 브레이크의 제1 치형이 형성된 면과 마주보는 면에 상기 제1 치형에 맞물릴 수 있는 제2 치형이 형성되어 있고, 상기 모터의 일단부로 돌출된 상기 모터의 출력축에 고정 설치된다. 상기 홀딩 링은 상기 제2 브레이크를 사이에 두고 상기 제1 브레이크와 마주보게 위치하며 상기 모터의 외측에 연결되어 고정되며, 가장자리 둘레에 설치되는 복수의 자석이 발생시키는 자석으로 상기 제1 브레이크를 당겨 상기 제1 치형을 상기 제2 치형에 맞물리게 결합시켜 상기 제1 브레이크를 상기 제2 브레이크에 홀딩한다. 그리고 상기 복수의 솔레노이드는 상기 복수의 자석에 대응하는 상기 브레이크의 위치에 설치되어 상기 복수의 자석에 반대되는 자력을 발생시켜 상기 제2 브레이크에서 상기 제2 브레이크를 이격시킨다.The present invention also includes a motor assembly including a motor having a hollow output shaft protruded on both sides thereof, and a brake device coupled in series with the motor in the direction of the output shaft of the motor to brake driving of the output shaft. In this case, the brake device includes a first brake, a second brake, a holding ring, and a plurality of solenoids. The first brake is installed outside the motor so as to be movable in the direction of the output shaft of the motor, and a first tooth is formed around a surface facing one end of the motor. The second brake may be installed to face a surface on which the first tooth of the first brake is formed, and the second tooth may engage the first tooth on a surface facing the surface on which the first tooth of the first brake is formed. Is formed and is fixed to the output shaft of the motor protruding to one end of the motor. The holding ring is positioned to face the first brake with the second brake interposed therebetween, and is connected to and fixed to the outside of the motor, and pulls the first brake with a magnet generated by a plurality of magnets installed around an edge. The first brake is engaged with the second tooth to hold the first brake to the second brake. The plurality of solenoids are installed at positions of the brakes corresponding to the plurality of magnets to generate a magnetic force opposite to the plurality of magnets, thereby separating the second brakes from the second brakes.
그리고 본 발명에 따른 브레이크 장치를 이용한 모터 조립체에 있어서, 상기 출력축은 상기 모터의 회전자 및 상기 제2 브레이크에 스플라인 구조로 결합된다.And in the motor assembly using the brake device according to the invention, the output shaft is coupled to the rotor and the second brake of the motor in a splined structure.
본 발명에 따른 브레이크 장치는 한 쌍의 치형의 브레이크가 맞물려 브레이킹 동작을 수행하기 때문에, 슬립 현상이 거의 발생하지 않아 기존의 마찰 방식과 비교하여 비교적 정확하게 정지력을 조절할 수 있다.Since the brake device according to the present invention performs the braking operation by engaging with the pair of toothed brakes, the slip phenomenon hardly occurs, so that the stopping force can be relatively accurately compared with the conventional friction mode.
또한 본 발명에 따른 브레이크 장치는 중공형의 출력축을 갖는 모터의 외측에 이동 가능하게 제1 브레이크가 설치되고, 제1 브레이크에 맞물리는 제2 브레이크가 출력축에 결합될 수 있는 중공홀이 형성된 구조를 갖기 때문에, 중공홀을 배선을 위한 공간 뿐만 아니라 다른 공간으로 활용할 수 있는 이점이 있다.The braking device according to the present invention is a braking device having a structure in which a first brake is provided movably outside a motor having a hollow output shaft and a hollow hole through which a second brake engaged with the first brake can be coupled to the output shaft is formed It is advantageous that the hollow hole can be utilized as a space for wiring as well as another space.
또한 본 발명에 따른 브레이크 장치는 출력축을 갖는 모터의 외측에 이동 가능하게 제1 브레이크가 설치되고, 제1 브레이크에 맞물리는 제2 브레이크가 출력축에 결합되어 직렬로 설치된 구조를 갖기 때문에, 브레이크 장치가 차지하는 공간을 최소화하여 모터를 포함한 브레이크 장치를 컴팩트하게 제조할 수 있다. 이로 인해 모터를 포함한 브레이크 장치의 설치 공간이 협소한 부분, 예컨대 로봇의 1자유도 관절 부분에 용이하게 적용할 수 있는 이점이 있다.In addition, since the brake device according to the present invention has a structure in which the first brake is movable outside the motor having the output shaft, and the second brake engaged with the first brake is coupled to the output shaft and installed in series, the brake device is By minimizing the space required, the brake device including the motor can be manufactured compactly. Thereby, there is an advantage that the installation space of the braking device including the motor can be easily applied to a portion having a narrow space, for example, a 1 DOF joint portion of the robot.
또한 본 발명에 따른 브레이크 장치는 모터의 출력축과 결합되는 제2 브레이크는 스플라인 구조를 갖기 때문에, 모터의 출력축을 제2 브레이크에 안정적이면서 쉽게 설치할 수 있다. 또한 출력축은 제2 브레이크 이외에도, 모터의 회전자 및 상대 엔코더에도 스플라인 구조로 결합되기 때문에, 출력축을 모터 및 상대 엔코더에 안정적이면서 쉽게 설치할 수 있다.In addition, since the brake device according to the present invention has a spline structure in which the second brake coupled to the output shaft of the motor has a spline structure, the output shaft of the motor can be stably and easily installed on the second brake. In addition, since the output shaft is coupled to the rotor and the relative encoder of the motor in addition to the second brake in a spline structure, the output shaft can be installed stably and easily on the motor and the relative encoder.
또한 본 발명에 따른 브레이크 장치는 자력을 이용하여 제1 및 제2 브레이크를 맞물리게 하여 브레이킹 동작을 수행하고, 브레이킹 동작에 필요한 자력에 반대되는 자력을 솔레노이드를 통하여 제공하여 제2 브레이크에서 제1 브레이크를 분리하여 브레이킹을 해제하는 동작을 수행하고, 제1 브레이크는 리니어 부시와 같은 가이드를 따라서 부드럽게 이동하기 때문에, 브레이킹 및 브레이킹 해제를 신속하면서 정확하게 수행할 수 있다.In addition, the brake apparatus according to the present invention performs a braking operation by engaging the first and second brakes by using magnetic force, and provides a magnetic force opposite to the magnetic force necessary for the braking operation through the solenoid to apply the first brake to the second brake. It performs the operation of releasing and breaking the break, and the first brake smoothly moves along the guide such as the linear bush, so that braking and unbreaking can be performed quickly and accurately.
또한 본 발명에 따른 1축 토크 센서는 출력축이 결합되는 면과 마주보는 쪽이 개방된 관형으로, 외주면에 서로 반대로 경사진 한 쌍의 빔이 연속적으로 형성되고, 축 방향에 대해서 서로 마주보는 쪽에 각각 위치하는 한 쌍의 경사진 빔에 각각 설치된 스트레인 게이지를 이용하여 보상회로를 구성함으로써, 출력축이 회전하는 1축 방향의 토크 이외의 다른 외력에 의한 토크를 구조적으로 상쇄시켜 해당 방향에서 발생되는 토크를 정밀하게 측정할 수 있다. 즉 도 20에서 확인할 수 있는 바와 같이, 출력축이 회전하는 1축 방향 이외의 다른 방향으로 작용하는 외력에 따른 토크가 상쇄되는 것을 확인할 수 있다.In addition, the one-axis torque sensor according to the present invention is an open tubular side facing the side to which the output shaft is coupled, a pair of beams inclined opposite to each other on the outer circumferential surface is formed continuously, respectively on the side facing each other in the axial direction Compensation circuits are constructed using strain gauges installed on a pair of inclined beams, respectively, so that the torque generated in the corresponding direction is structurally canceled by structurally canceling torque caused by an external force other than the torque in the axial direction in which the output shaft rotates. It can measure precisely. That is, as can be seen in Figure 20, it can be confirmed that the torque due to the external force acting in a direction other than the one axis direction in which the output shaft is rotated.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 장치를 구비하는 1축 관절 모듈을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 1축 관절 모듈을 보여주는 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 모터에 설치된 브레이크 장치를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3의 모터에 설치된 브레이크 장치를 보여주는 부분 절개 사시도이다.
도 5는 도 3의 모터에 설치된 브레이크 장치를 보여주는 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 장치를 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 6의 브레이크 장치를 보여주는 분해 사시도이다.
도 8은 도 6의 브레이크 장치의 제1 및 제2 브레이크를 보여주는 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 장치가 브레이킹 동작을 수행하는 상태를 보여주는 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 장치가 브레이킹을 해제한 상태를 보여주는 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 1축 관절 모듈이 적용된 로봇 관절을 보여주는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 1축 토크 센서를 보여주는 사시도이다.
도 16 및 도 17은 도 15의 1축 토크 센서를 보여주는 단면도이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 1축 토크 센서를 매개로 설치된 로봇 관절을 보여주는 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 1축 토크 센서를 매개로 설치된 로봇 관절을 보여주는 부분 단면도이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 1축 토크 센서에 6축 방향으로 발생하는 힘에 따른 4개의 스트레인 게이지에서 측정된 토크 값을 보여주는 표이다.1 is a perspective view showing a one-axis joint module having a brake device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating the uniaxial joint module of FIG. 1. FIG.
3 is a perspective view illustrating a brake device installed in the motor of FIG. 1.
4 is a partially cutaway perspective view showing a brake device installed in the motor of FIG. 3.
5 is an exploded perspective view illustrating a brake device installed in the motor of FIG. 3.
6 is a perspective view showing a brake device according to an embodiment of the present invention.
7 is an exploded perspective view illustrating the brake device of FIG. 6.
FIG. 8 is a view illustrating first and second brakes of the brake device of FIG. 6.
9 and 10 are views illustrating a state in which a brake device performs a braking operation according to an embodiment of the present invention.
11 and 12 are views illustrating a state in which a brake device releases braking according to an embodiment of the present invention.
13 and 14 illustrate a robot joint to which a one-axis joint module is applied according to an embodiment of the present invention.
15 is a perspective view showing a one-axis torque sensor according to an embodiment of the present invention.
16 and 17 are cross-sectional views illustrating the uniaxial torque sensor of FIG. 15.
18 is a view showing a robot joint installed through a single axis torque sensor according to an embodiment of the present invention.
19 is a partial cross-sectional view showing a robot joint installed through a single axis torque sensor according to an embodiment of the present invention.
20 is a table showing torque values measured in four strain gauges according to a force generated in a six-axis direction in a one-axis torque sensor according to an embodiment of the present invention.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.In the following description, only parts necessary for understanding the embodiments of the present invention will be described, and the description of other parts will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor is not limited to the meaning of the terms in order to describe his invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely preferred embodiments of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention, so that various equivalents And variations are possible.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 장치를 구비하는 1축 관절 모듈을 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1의 1축 관절 모듈을 보여주는 분해 사시도이다.1 is a perspective view showing a one-axis joint module having a brake device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating the uniaxial joint module of FIG. 1. FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 1축 관절 모듈(10)은 출력축(20)을 갖는 모터(19), 감속기(17), 절대 엔코더(15), 1축 토크 센서(13) 및 브레이크 장치(21)를 포함하며, 그 외 토크센서 엠프(11), 상대 엔코더(23)와 모터 제어기(25)를 더 포함한다. 여기서 모터(19)는 양쪽으로 중공형의 출력축(20)이 돌출되게 설치된 구조를 갖는다. 감속기(17)는 모터(19)의 일측으로 돌출된 출력축(20) 부분에 결합된다. 절대 엔코더(15)는 감속기(17) 앞쪽으로 돌출된 출력축(20) 부분에 결합된다. 1축 토크 센서(13)는 절대 엔코더(15) 앞으로 돌출된 출력축(20) 부분에 결합되어 출력축(20) 방향으로 발생되는 토크를 측정한다. 브레이크 장치(21)는 모터(19)의 출력축(20) 방향으로 모터(19)의 타측 부분에 직렬로 결합되어 출력축(20)의 구동을 브레이킹한다. 상대 엔코더(23)는 브레이크 장치(21)의 홀딩 링(60) 쪽으로 돌출된 모터(19)의 출력축(20) 부분에 결합된다. 그리고 모터 제어기(25)는 홀딩 링(60)에 결합되어 상대 엔코더(23)의 외측에 위치하며, 모터(19)의 구동을 제어한다.1 and 2, the one-axis
이때 1축 토크 센서(13)의 위쪽에 토크 센서 엠프(11)가 설치된다. 토크 센서 엠프(11)는 1축 토크 센서(13)에 설치된 스트레인 게이지에서 출력되는 신호를 증폭하는 기능을 수행한다. 즉 스트레인 게이지에서 출력되는 신호는 미약하기 때문에, 토크 센서 엠프(11)를 통하여 해당 신호를 증폭한다. 토크 센서 엠프(11)를 1축 토크 센서(13)의 위에 근접하게 설치하는 것이 바람직하다. 이유는 스트레인 게이지에서 출력되는 신호는 미약하기 때문에, 1축 토크 센서(13)에서 토크 센서 엠프(11)를 멀게 설치할 경우 신호 왜곡에 따른 정확한 토크를 산출할 수 없기 때문이다. 따라서 가능한 토크 센서 엠프(11)는 1축 토크 센서(13)에 근접하게 설치하는 것이 바람직하다.At this time, the
1축 토크 센서(13)는 제1 센서 고정핀(12a)을 매개로 절대 엔코더(15)에 고정 설치된다. 1축 토크 센서(13)의 외측은 제2 센서 고정핀(12b)을 매개로 감속기(17)의 외측에 결합되는 크로스롤러 베어링(14)에 결합된다. 1축 토크 센서(13)의 안쪽에 절대 엔코더(15)가 삽입되어 설치된다. 1축 토크 센서(13)는 외측에 결합되는 물체와 모터(19)의 구동에 따라 발생되는 토크를 측정하여 출력한다. 1축 토크 센서(13)에 작용하는 축 방향 이외의 하중은 출력축(20)과 연결된 크로스롤러 베어링(14)에서 잡아준다. 도시하진 않았지만, 1축 토크 센서(13)에는 복수의 스트레인 게이지가 설치된다.The one-
모터(19)는 1축 토크 센서(13)에 연결되는 물체를 출력축(20)을 축으로 회전시키는 데 필요한 회전력을 제공한다.The
절대 엔코더(15)는 모터(19)에서 1축 토크 센서(13) 쪽으로 돌출된 출력축(20) 부분의 회전량을 감지하여 출력한다. 절대 엔코더(15)는 1축 토크 센서(13)의 내부에 설치되어 물체의 회전에 따른 실제 위치값을 제공하기 위한 회전량을 제공한다.The
상대 엔코더(23)는 모터(19)에서 모터 제어기(25) 쪽으로 돌출된 출력축(20) 부분의 회전량을 검지하여 출력한다. 상대 엔코더(23)는 모터(19)에 근접한 쪽에 설치되어 모터(19)의 회전에 따른 실제 위치값을 제공하기 위한 회전량을 제공한다.The
이와 같이 하나의 출력축(20)의 양단부에 절대 엔코더(15)와 상대 엔코더(23)를 각각 설치하는 이유는 다음과 같다. 즉 절대 엔코더(15)와 상대 엔코더(23)에서 감지한 출력축(20)의 회전량은 토크가 발생하지 않는 경우 동일하지만, 절대 엔코더(15) 쪽의 물체에 토크가 발생하는 경우 차이가 발생할 수 있기 때문이다. 따라서 절대 엔코더(15)는 회전하는 물체의 실제 위치값을 제공하기 위해서 사용되고, 상대 엔코더(23)는 모터(19)의 회전에 따른 실제 위치값을 제공하기 위해서 사용된다.The reason why the
모터(19)의 동력은 출력축(20)에 연결된 감속기(15) 및 1축 토크 센서(13)를 통하여 토크 센서에 연결된 물체, 예컨대 도 13의 경우 제2 관절(102)로 전달된다. 이때 1축 토크 센서(13)와 출력축(20)은 크로스롤러 베어링(14)에 지지되어 연결되어 있기 때문에, 출력축(20)은 1축 토크 센서(13)로 축 방향의 토크만을 전달한다. 즉 1축 토크 센서(13)에 작용하는 축 방향 이외의 하중은 출력축(20)과 연결된 크로스롤러 베어링(14)에서 잡아준다. 이로 인해 1축 토크 센서(13)에서 발생할 수 있는 상호간섭오차(crosstalk-error)를 잡아줄 수 있다.The power of the
본 실시예에 따른 1축 관절 모듈(10)의 브레이크 장치(21)는 한 쌍의 치형의 브레이크(40,50)가 맞물려 브레이킹 동작을 수행하기 때문에, 슬립 현상은 거의 발생하지 않는다. 이로 인해 브레이크 장치(21)는 기존의 마찰 방식과 비교하여 비교적 정확하게 정지력을 조절할 수 있다. 이때 모터(19)와, 모터(19)에 결합된 브레이크 장치(21)를 포함하여 모터 조립체(29)라 한다.Since the
또한 본 실시예에 따른 1축 관절 모듈(10)의 1축 토크 센서(13)는 1축 방향, 즉 출력축(20)의 축 방향의 토크 이외의 다른 외력에 의한 토크를 구조적으로 상쇄시켜 해당 방향에서 발생되는 토크를 정밀하게 측정할 수 있다. 1축 토크 센서(13)에 대한 상세한 설명은 도 15 내지 도 20을 참조로 설명 부분에서 하도록 하겠다.In addition, the
그리고 모터 제어기(25)는 복수의 제어기 설치핀(27)을 매개로 상대 엔코더(23)가 설치되는 브레이크 장치(21)의 홀딩 링(60)에 고정 설치된다.
The
본 실시예에 따른 모터 조립체(29)에 대해서 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 3은 도 1의 모터(19)에 설치된 브레이크 장치(21)를 보여주는 사시도이다. 도 4는 도 3의 모터(19)에 설치된 브레이크 장치(21)를 보여주는 부분 절개 사시도이다. 그리고 도 5는 도 3의 모터에 설치된 브레이크 장치(21)를 보여주는 분해 사시도이다.The
본 실시예에 따른 모터 조립체(29)는 전술된 바와 같이, 출력축(20)을 구비하는 모터(19)와 브레이크 장치(21)를 포함하며, 모터(19)에 브레이크 장치(21)를 고정 설치하기 위한 모터 브라켓(35)과 지지바(39)를 포함한다.As described above, the
출력축(20)은 중공형으로, 지지링(24)을 중심으로 한쪽으로 돌출된 제1 출력축(22)과, 반대쪽으로 돌출된 제2 출력축(26)을 포함한다. 제1 출력축(22)은 1축 토크 센서(13), 절대 엔코더(15) 및 감속기(17)에 결합된다. 제2 출력축(24)은 모터(19)의 회전자(19b), 브레이크 장치(21)의 제2 브레이크(50) 및 상대 엔코더(23)에 결합된다. 출력축(20)에서 외경은 지지링(24)이 가장 크며, 다음으로 제2 출력축(26) 및 제1 출력축(24) 순의 크기를 가질 수 있다.The
이때 제2 출력축(26)은 모터(19)의 회전자(19b), 브레이크 장치(21)의 제2 브레이크(50) 및 상대 엔코더(23)에 스플라인 구조로 결합된다. 즉 제2 출력축(26)의 외주면에는 복수의 스플라인 홈(28)이 제2 출력축(20)의 축 방향으로 형성되어 있다. 또한 모터(19)의 회전자(19b), 브레이크 장치(21)의 제2 브레이크(50) 및 상대 엔코더(23)에는 복수의 스플라인 홈(28)에 대응되게 스플라인 돌기(30)가 형성되어 있다.In this case, the
이와 같이 스플라인 구조로 출력축(20)에 모터(19), 브레이크 장치(21) 및 상대 엔코더(23)가 결합된 구조를 갖기 때문에, 출력축(20)을 모터(19), 브레이크 장치(21) 및 상대 엔코더(23)에 안정적이면서 쉽게 설치할 수 있다. 또한 출력축(20)은 중공형이기 때문에, 구멍(20a)을 통하여 배선을 위한 공간 뿐만 아니라 다른 공간으로 활용할 수 있다.Since the spline structure has a structure in which the
모터(19)는 회전자(19b)의 중심이 중공형으로 형성된 중고형 모터로서, 모터 케이스(31)와, 모터 케이스(31)의 내부에 설치된 회전자(19b) 및 고정자(19a)를 포함한다. 모터 케이스(31)는 외측에 모터 브라켓(35) 및 브레이크 장치(21)가 설치될 수 있는 복수의 설치대(33)가 마련되어 있다. 복수의 설치대(33)는 모터 브라켓(35)이 고정 설치되는 브라켓 설치대(33a)와, 브레이크 장치(21)가 이동 가능하게 설치되는 브레이크 설치대(33b)를 포함한다. 이때 브라켓 설치대(33a) 및 브레이크 설치대(33b)는 제1 출력축(22)이 돌출되는 부분에 근접한 모터 케이스(31)의 외측면에서 밖으로 돌출되게 형성된다. 제1 출력축(22)이 위치하는 통하여 브라켓 설치대(33a) 위에 모터 브라켓(35)이 고정 설치된다. 모터 브라켓(35)이 설치되는 방향의 반대쪽 즉, 모터 케이스(31)의 타측을 통하여 모터 케이스(31)의 외측으로 삽입되어 브레이크 설치대(33b) 위에 브레이크 장치(21)가 이동 가능하게 설치된다. 즉 복수의 설치대(33)를 중심으로 제1 출력축(22)이 인출된 부분에 모터 브라켓(35)이 설치되고, 반대쪽에 브레이크 장치(21)가 설치된다.The
모터 브라켓(35)은 모터 체결핀(32)을 매개로 브라켓 설치대(33a)에 고정 설치된다. 모터 브라켓(35)은 원판 형상으로, 중심 부분에 출력축(20)의 제2 출력축(26)이 삽입될 수 있는 관통구멍(35a)이 형성되어 있으며, 관통구멍(35a)의 내경은 출력축(20)의 지지링(24)의 외경 보다는 작게 형성된다. 모터 브라켓(35)은 가장자리 둘레에 모터 체결핀 설치구멍(36)과 지지바 체결핀 설치구멍(38)이 형성되어 있다.The
그리고 브레이크 장치(21)는 리니어 부시(80)를 매개로 브레이크 설치대(33b)에 이동 가능하게 설치된다. 브레이크 장치(21)는 모터 브라켓(35)에 복수의 지지바(39)를 매개로 결합되어 모터(19)를 브레이크 장치(21)와 모터 브라켓(35) 사이에 고정한다. 이때 복수의 지지바(39)는 모터 브라켓(35)과 브레이크 장치(21)의 사이에 개재된 상태에서, 모터 브라켓(35)의 외측과 브레이크 장치(21)의 외측에서 지지바(39)로 삽입되는 지지바 체결핀(34)에 의해 고정 설치된다.The
이와 같은 본 실시예에 따른 1축 관절 모듈(10)은 모터(19)의 출력축(20)의 구동이 브레이킹 장치(21)에 의해 제어된다. 브레이킹이 해제된 상태에서, 모터(19)의 출력축(20)의 구동에 따라 1축 토크 센서(13) 부분이 회전한다. 1축 토크 센서(13)에 연결되는 물체를 회전시킨다. 반대로 브레이크 장치(21)가 브레이킹 동작을 수행하는 경우, 모터(19)의 출력축(20)의 구동을 홀딩한다.
In this one-axis
본 실시예에 따른 브레이크 장치(21)에 대해서 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 장치(21)를 보여주는 사시도이다. 도 7은 도 6의 브레이크 장치(21)를 보여주는 분해 사시도이다. 그리고 도 8은 도 6의 브레이크 장치(21)의 제1 및 제2 브레이크(40,50)를 보여주는 도면이다.The
본 실시예에 따른 브레이크 장치(21)는 제1 브레이크(40)와 제2 브레이크(50)를 포함하며, 홀딩 링(60), 복수의 솔레노이드(70) 및 복수의 리니어 부시(80)를 더 포함한다. The
제1 브레이크(40)는 모터(19)의 출력축(20) 방향으로 이동 가능하게 모터(19)의 외측에 설치되며, 모터(19)의 일단부를 향하는 면의 둘레에 제1 치형(41)이 형성되어 있다.The
제2 브레이크(50)는 제1 브레이크(40)의 제1 치형(41)이 형성된 면과 마주보게 설치되며, 제1 브레이크(40)의 제1 치형(41)이 형성된 면과 마주보는 면에 제1 치형(41)에 맞물릴 수 있는 제2 치형(51)이 형성되어 있고, 모터(19)의 일단부로 돌출된 모터(19)의 출력축(20)에 고정 설치된다. 제2 브레이크(50)는 외주면의 가장자리 둘레에 제2 치형(51)이 형성되고, 중심 부분에 모터(19)의 출력축(20)이 스플라인 구조로 결합되게 중공홀(53)이 형성되어 있다.The
제1 브레이크(40)가 제2 브레이크(50) 쪽으로 이동하여 제1 치형(41)이 제2 치형(51)에 맞물리게 결합되면 모터(19)의 출력축(20)에 대한 브레이킹을 수행한다. 그리고 제1 브레이크(40)가 제2 브레이크(50)에서 분리되면 모터(19)의 출력축(20)에 대한 브레이킹을 해제한다. 제2 브레이크(50)에 대한 제1 브레이크(40)의 이동은 홀딩 링(60)에 내설된 복수의 자석(63)과 제1 브레이크(40)에 내설된 복수의 솔레노이드(70)에 의해 수행된다.When the
이때 제1 브레이크(40)는 제1 브레이크 몸체(43)와 덮개링(45)을 포함한다. 제1 브레이크 몸체(43)는 링 형상으로 중심 부분에 모터에 외측에 삽입될 수 있는 관통구멍(42)이 형성되어 있다. 제1 브레이크 몸체(43)는 복수의 솔레노이드(70) 및 복수의 리니어 부시(80)가 각각 내설되는 복수의 내설 홈(44)이 형성되어 있다. 덮개링(45)은 내설 홈(44)이 개방된 쪽의 제1 브레이크 몸체(43)에 덮개링 체결핀(47)을 매개로 결합되어 내설 홈(44)에 설치된 솔레노이드(70) 및 리니어 부시(80)를 제1 브레이크 몸체(43)에 구속한다.In this case, the
제1 및 제2 브레이크(40,50)에 형성된 제1 및 제2 치형(41,51)은 서로 맞물릴 수 있도록 돌기(41a,51a)와 홈(41b,51b)이 연속적으로 형성된 구조를 갖는다. 이때 제1 및 제2 브레이크(40,50)의 브레이킹 능력은 돌기(41a,51a)의 경사각(θ)에 의해 좌우된다. 즉 돌기(41a,51a)의 경사각(θ)이 90도에 가까울수록 브레이킹 능력은 증가하고, 돌기(41a,51a)의 경사각(θ)이 0도에 가까울수록 브레이킹 능력은 떨어진다.The first and
제1 및 제2 치형(41,51)을 형성하는 돌기(41a,51a)와 홈(41b,51b)은 서로 맞물릴 수 있는 형상을 가지며, 예컨대 삼각 또는 사다리꼴 형태로 형성될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에서는 제1 및 제2 치형(41,51)이 사다리꼴 형태로 형성된 예를 개시하였다.The
제1 및 제2 브레이크(40,50)가 맞물려 브레이킹을 수행할 때, 출력축(20)에 브레이킹 능력 보다 큰 회전력이 작용할 경우, 제1 및 제2 브레이크(40,50) 간의 맞물림이 해제될 수 있다. 이때 홀딩 링(60)의 자석(63)이 제1 브레이크(40)를 자력으로 제2 브레이크(50) 쪽으로 끌어 당기고 있기 때문에, 제1 브레이크(40)는 제2 브레이크(50)를 타고 회전한다. 이와 같이 출력축(20)에 브레이킹 능력 보다 큰 회전력이 작용할 경우, 제1 및 제2 브레이크(40,50) 간의 맞물림이 해제될 수 있도록 구성한 이유는, 제1 및 제2 브레이크(40,50)의 손상을 포함하여 모터(19)에 과부하가 걸려 손상되는 것을 억제하기 위해서이다.When the first and
홀딩 링(60)은 제2 브레이크(50)를 사이에 두고 제1 브레이크(40)와 마주보게 위치하며 모터(19)의 외측에 연결되어 고정된다. 홀딩 링(60)은 가장자리 둘레에 설치되는 복수의 자석(63)이 발생시키는 자력으로 제1 브레이크(40)를 당겨 제1 치형(41)을 제2 치형(51)에 맞물리게 결합시켜 제1 브레이크(40)를 제2 브레이크(50)에 홀딩한다. 홀딩 링(60)은 링 몸체(61)와, 링 몸체(61)에 복수의 솔레노이드(70)에 대응되게 복수의 자석(63)이 각각 설치되는 자석 설치홈(65)이 형성되고, 중심에 상대 엔코더(23)가 설치되는 엔코더 설치구멍(69)이 형성되어 있다. 또한 링 몸체(61)의 외측으로 돌출되게 지지바 설치구멍(68)을 갖는 지지바 설치대(67)가 형성되어 있다.The holding
복수의 솔레노이드(70)는 복수의 자석(63)에 대응하는 제1 브레이크(40)의 위치에 설치되어 복수의 자석(63)에 반대되는 자력을 발생시켜 제2 브레이크(50)에서 제1 브레이크(40)를 이격시킨다.The plurality of
그리고 복수의 리니어 부시(80)는 모터(19)와 제1 브레이크(40)를 연결하며, 모터(19)의 외측에서 제1 브레이크(40)를 모터(19)의 출력축(20) 방향으로의 이동을 안내한다. 이때 리니어 부시(80)는 샤프트(81)와 리니어 가이드(83)를 포함한다. 리니어 가이드(83)는 샤프트(81)가 삽입되어 출력축(20) 방향으로 이동할 수 있도록 안내하며, 제1 브레이크(40)의 내설 홈(44)에 내설된다. 그리고 샤프트(81)는 일단부가 모터 케이스(31)의 브레이크 설치대(33b)에 고정되고, 타단부가 리니어 가이드(83)에 삽입된다. 이러한 샤프트(81)는 고정핀(85)과 로드(87)를 포함한다. 고정핀(85)은 모터 케이스(31)의 브레이크 설치대(33b)에 설치되고, 로드(87)의 일단부에 체결된다. 로드(87)는 리니어 가이드(83)에 삽입된다. 따라서 제1 브레이크(40)가 이동할 때, 복수의 리니어 부시(80)를 매개로 자연스럽게 출력축(20) 방향으로 좌우로 이동한다.The plurality of
이와 같이 본 실시예에 따른 브레이크 장치(21)는 한 쌍의 치형(41,51)의 브레이크(40,50)가 맞물려 브레이킹 동작을 수행하기 때문에, 기존의 마찰 방식과 비교하여 슬립 현상이 거의 발생하지 않기 때문에, 비교적 정확하게 정지력을 조절할 수 있다.As described above, since the
또한 본 실시예에 따른 브레이크 장치(21)는 출력축(20)을 갖는 모터(19)의 외측에 이동 가능하게 제1 브레이크(40)가 설치되고, 제1 브레이크(40)에 맞물리는 제2 브레이크(50)가 출력축(20)에 결합될 수 있는 중공홀(53)이 형성된 구조를 갖기 때문에, 중공홀(53)을 배선을 위한 공간 뿐만 아니라 다른 공간으로 활용할 수 있는 이점이 있다.In addition, in the
또한 본 실시예에 따른 브레이크 장치(21)는 출력축(20)을 갖는 모터(19)의 외측에 이동 가능하게 제1 브레이크(40)가 설치되고, 제1 브레이크(40)에 맞물리는 제2 브레이크(50)가 출력축(20)에 결합되어 직렬로 설치된 구조를 갖기 때문에, 브레이크 장치(21)가 차지하는 공간을 최소화하여 모터(19)를 포함한 브레이크 장치(21)를 컴팩트하게 제조할 수 있다. 이로 인해 모터(19)를 포함한 브레이크 장치(20)의 설치 공간이 협소한 부분, 예컨대 로봇의 1자유도 관절 부분에 용이하게 적용할 수 있는 이점이 있다.In addition, in the
또한 본 실시예에 따른 브레이크 장치(21)는 모터(19)의 출력축(20)과 결합되는 제2 브레이크(50)는 스플라인 구조로 결합되기 때문에, 모터(19)의 출력축(20)을 제2 브레이크(50)에 안정적이면서 쉽게 설치할 수 있다. 또한 출력축(20)은 제2 브레이크(50) 이외에도, 모터(19)의 회전자(19b) 및 상대 엔코더(23)에도 스플라인 구조로 결합되기 때문에, 출력축(20)을 모터(19) 및 상대 엔코더(23)에 안정적이면서 쉽게 설치할 수 있다.In addition, since the
또한 본 실시예에 따른 브레이크 장치(21)는 자력을 이용하여 제1 및 제2 브레이크(40,50)를 맞물리게 하여 브레이킹 동작을 수행한다. 또한 브레이크 장치(21)는 브레이킹 동작에 필요한 자력에 반대되는 자력을 솔레노이드(70)를 통하여 제공하여 제2 브레이크(50)에서 제1 브레이크(40)를 분리하여 브레이킹을 해제하는 동작을 수행한다. 그리고 제1 브레이크(40)는 리니어 부시(80)와 같은 가이드를 따라서 부드럽게 이동하기 때문에, 브레이크 장치(21)는 브레이킹 및 브레이킹 해제를 신속하면서 정확하게 수행할 수 있다.
In addition, the
이와 같은 본 실시예에 따른 모터 조립체(29)의 브레이크 장치(21)는 도 9 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 브레이킹 동작 또는 브레이킹 해제 동작을 수행한다. 여기서 도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 장치(21)가 브레이킹 동작을 수행하는 상태를 보여주는 도면이다. 도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 장치(21)가 브레이킹을 해제한 상태를 보여주는 도면이다.Such a
먼저 브레이크 장치(21)는, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 브레이킹 동작을 수행할 수 있다. 즉 솔레노이드(70)에 전원이 공급되지 않으면, 홀딩 링(60)에 설치된 복수의 자석(63)이 제1 브레이크(40)를 제2 브레이크(50) 쪽으로 당긴다. 자석(63)의 자력에 의해 제1 브레이크(40)는 복수의 리니어 부시(80)를 따라서 제2 브레이크(50) 쪽으로 이동한다. 제2 브레이크(50) 쪽으로 이동한 제1 브레이크(40)는 제2 브레이크(50)의 제2 치형(51)에 제1 브레이크의 제1 치형(41)이 맞물려 고정된다.First, the
이와 같이 제2 브레이크(50)에 제1 브레이크(40)가 맞물림으로써, 출력축(20)의 회전을 정지시키는 브레이킹 동작을 수행한다.As such, when the
다음으로 브레이크 장치(21)는, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 브레이킹을 해제할 수 있다. 즉 제2 브레이크(50)에 제1 브레이크(40)가 맞물린 상태에서, 솔레노이드(70)에 전원이 공급되어 자석(63)에 반대되는 자력을 발생시키면, 솔레노이드(70)와 자석(63) 간의 척력에 의해 제2 브레이크(50)에서 제1 브레이크(40)를 밀어낸다. 척력에 의해 제1 브레이크(40)는 복수의 리니어 부시(80)를 따라서 제2 브레이크(50)에서 떨어져 이동한다. 제1 브레이크(40)는 제2 브레이크(50)에서 이격되어 분리된다.Next, as shown in FIGS. 11 and 12, the
이와 같이 제1 브레이크(40)가 제2 브레이크(50)에서 분리되어 브레이킹을 해제함으로써, 출력축(20)은 회전할 수 있는 상태가 된다.
In this way, the
이와 같은 본 실시예에 따른 1축 관절 모듈(10)은, 예컨대 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 로봇 관절(100)에 적용될 수 있다. 여기서 도 13 및 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 1축 관절 모듈(10)이 적용된 로봇 관절(100)을 보여주는 도면이다.The uniaxial
본 실시예에 따른 로봇 관절(100)은 1축 관절 모듈(10)을 매개로 연결된 제1 관절(101)과 제2 관절(102)을 포함한다. 제1 관절(101)은 일측에 X축 방향으로 회전하는 출력축(20)을 갖는 1축 관절 모듈(10)이 설치된다. 그리고 제2 관절(102)에 1축 관절 모듈(10)의 1축 토크 센서(13)가 고정 설치된다.The robot joint 100 according to the present embodiment includes a first joint 101 and a second joint 102 connected through the uniaxial
따라서 본 실시예에 따른 로봇 관절(100)의 구동은 브레이킹 장치(21)에 의해 제어된다. 브레이킹이 해제된 상태에서, 모터(19)의 출력축(20)의 구동에 따라 1축 토크 센서(13) 부분이 회전한다. 1축 토크 센서(13)에 연결되는 제2 관절(102)이 회전한다.Therefore, the driving of the robot joint 100 according to the present embodiment is controlled by the
반대로 브레이크 장치(21)가 브레이킹 동작을 수행하는 경우, 모터(19)의 출력축(20)의 구동을 홀딩한다. 이로 인해 1축 토크 센서(13)에 연결되는 제2 관절(102)이 정지하게 된다.On the contrary, when the
한편 본 실시예에서는 1축 관절 모듈(10)이 로봇 관절(100)에 적용된 예를 개시하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니며 1축 회전을 수행하는 기기의 관절 부분에 설치될 수 있음은 물론이다.
Meanwhile, in the present embodiment, the example in which the one-axis
본 실시예에 따른 1축 관절 모듈(10)에 사용되는 1축 토크 센서(13)에 대해서 도 15 내지 도 20을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 1축 토크 센서(13)를 보여주는 사시도이다. 도 16 및 도 17은 도 15의 1축 토크 센서(13)를 보여주는 단면도이다. 이때 1축 토크 센서(13)의 출력축 체결구멍(121)은 X축 방향으로 형성되며, 여기서 1축은 X축을 의미한다.15 is a perspective view showing a one-
도 15 내지 도 17을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 1축 토크 센서(13)는 출력축이 결합되는 면과 마주보는 쪽이 개방된 관형으로, 외주면에 서로 반대로 경사진 한 쌍의 빔(133,135)이 연속적으로 형성되고, 축 방향에 대해서 서로 마주보는 쪽에 각각 위치하는 경사진 한 쌍의 빔(133,135)에 각각 스트레인 게이지(S1,S2,S3,S4)가 설치된 구조를 갖는다.15 to 17, the one-
이와 같은 본 실시예에 따른 1축 토크 센서(13)는 제1 관절 체결부(120), 게이지 설치부(130) 및 제2 관절 체결부(140)를 포함하며 일체로 형성된 구조를 갖는다. 이때 1축 토크 센서(13)의 소재로는 알루미늄 합금을 사용할 수 있다. 1축 토크 센서(13)의 소재로 알루미늄 합금을 사용하는 이유는 다음과 같다. 1축 토크 센서(13)의 소재로 철을 사용하는 경우, 강성을 높여 복원 응력을 확보함으로써 일종의 히스테리시스(hysteresis) 현상을 없앨 수 있는 장점이 있다. 하지만 철 소재는 알루미늄 소재보다 같은 부피 대비 3배 이상 무겁기 때문에, 로봇 관절용 1축 토크 센서(13)로 사용하기에는 적합하지 않다. 1축 토크 센서(13)의 소재로 순수 알루미늄을 사용하는 경우, 가벼운 이점이 있지만 강성이 철보다 낮기 때문에 토크가 가해졌다가 무부하 상태 시 히스테리시스 현상이 발생할 수 있다. 따라서 본 실시예에서는 1축 토크 센서(13)의 소재로 알루미늄 합금, 예컨대 알루미늄 70계열인 합금을 사용함으로써, 무게도 가볍게 하면서 강성을 높여 철 및 알루미늄 소재가 갖는 장점을 갖춘 1축 토크 센서(13)를 제공할 수 있다.The one-
제1 관절 체결부(120)는 원판 형태를 가지며, 중심 부분에 제1 관절의 출력축이 결합되는 출력축 체결구멍(121)이 형성되어 있다.The first
게이지 설치부(130)는 제1 관절 체결부(120)의 가장자리 둘레에서 축 방향으로 일정 높이로 형성되어 제1 관절의 출력축 부분을 둘러싸는 형태를 갖는다. 게이지 설치부(130)는 외주면에 서로 반대로 경사진 한 쌍의 빔(133,135)을 갖는 빔부(131)가 복수 형성된다. 게이지 설치부(130)는 축 방향에 대해서 서로 마주보는 쪽에 각각 위치하는 빔부(131)의 한 쌍의 경사진 빔(133,135)에 각각 스트레인 게이지(S1,S2,S3,S4)가 설치된다.The
그리고 제2 관절 체결부(140)는 게이지 설치부(130)에서 연장되어 형성되며, 외측면에 제2 관절이 체결된다.And the second
이때 게이지 설치부(130)에 형성된 복수의 빔부(131)는 축 방향에 대해서 방사형으로 배치되어 형성된다. 복수의 빔부(131)는 축 방향에 대해서 서로 마주보게 빔부(131)가 배치될 수 있도록 짝수 개이다. 게이지 설치부(130)는 복수의 빔부(131) 사이를 연결하고, 제1 관절 체결부(120)와 제2 관절 체결부(140)를 연결하는 복수의 연결대(137)를 구비한다. 연결대(137)는 제1 관절 체결부(120)와 제2 관절 체결부(130)를 연결하여 1축 토크 센서(13)에 강성을 제공하는 뼈대 역할을 한다.In this case, the plurality of
빔부(131)는 복수의 연결대(137) 사이의 공간에 형성된다. 빔부(131)는 서로 반대로 경사진 한 쌍의 빔(133,135)이 "V"자형으로 형성될 수 있다. 이때 빔부(131)는 제1 빔(133)과 제2 빔(135)을 포함한다. 제1 빔(133)과 제2 빔(135)이 만나는 부분은 연결대(137) 사이의 공간의 중심 부분이다. 제1 및 제2 빔(133,135)은 좌우 대칭되게 형성되며, 제1 및 제2 빔(133,135)이 만나는 부분은 제1 및 제2 관절 체결부(120,130) 중에 하나에 연결된다. 본 실시예에서는 제1 및 제2 빔(133,135)이 만나는 일단은 제1 관절 체결부(120)의 외주면에 연결되고, 제1 및 제2 빔(133,135)의 타단은 각각 연결대(137)와 제2 관절 체결부(130)의 만나는 지점에 연결된다.The
이때 스트레인 게이지(S1,S2,S3,S4)는 축 방향에 대해서 서로 마주보는 쪽에 각각 위치하는 한 쌍의 빔부(131)의 안쪽에 설치된다. 즉 스트레인 게이지(S1,S2,S3,S4)는 경사진 한 쌍의 빔(133,135)의 안쪽에 각각 설치된다. 즉 4개의 스트레인 게이지가 출력축 체결구멍(121)을 중심으로 마주보는 두 개의 빔부(131)에 설치되고, 반시계 방향으로 제1 내지 제4 스트레인 게이지(S1,S2,S3,S4)가 순차적으로 설치된다.At this time, the strain gauges (S1, S2, S3, S4) are installed inside the pair of
이와 같이 본 실시예에 따른 1축 토크 센서(13)는 출력축이 결합되는 면과 마주보는 쪽이 개방된 관형으로, 외주면에 서로 반대로 경사진 한 쌍의 빔(133,135)이 연속적으로 형성되고, 축 방향에 대해서 서로 마주보는 쪽에 각각 위치하는 경사진 한 쌍의 빔(133,135)에 각각 스트레인 게이지(S1,S2,S3,S4)가 설치된 구조를 갖기 때문에, 출력축이 회전하는 X축 방향의 토크(Mx) 이외의 다른 외력에 의한 토크를 구조적으로 상쇄시켜 해당 방향에서 발생되는 토크(Mx)를 정밀하게 측정할 수 있다. 즉 X축 방향에 대한 모멘트 하중이 발생되면, 1축 토크 센서(13)의 게이지 설치부(130)의 빔부(131)가 변형된다. 빔부(131)의 변형량을 스트레인 게이지(S1,S2,S3,S4)가 감지하고, 감지한 변형량에 따른 토크를 측정한다. 이때 X축, Y축 및 Z축의 토크(Mx,My,Mz)는 제1 내지 제4 스트레인 게이지(S1,S2,S3,S4)에서 측정된 변형량이 S1, S2, S3 및 S4라고 할 때, (S1-S2+S3-S4) 식으로 산출할 수 있다. 즉 제1 내지 제4 스트레인 게이지(S1,S2,S3,S4)를 이용한 보상회로, 예컨대 풀브리지 회로를 이용하여 X축, Y축 및 Z축의 토크(Mx,My,Mz)를 산출한다.As described above, the one-
이때 본 실시예에 따른 1축 토크 센서(13)와 제1 내지 제4 스트레인 게이지(S1,S2,S3,S4)를 이용한 보상회로를 사용할 경우, X축 방향의 토크(Mz) 이외의 다른 외력에 의한 토크는 상쇄시킬 수 있다. 즉 본 실시예에 따른 1축 토크 센서(13)는 X축 방향의 토크(Mx) 외에 다른 외력에 의한 상호간섭오차를 상쇄시킬 수 있다.
At this time, when using the compensation circuit using the one-
이와 같이 본 실시예에 따른 1축 토크 센서(13)가 1축 방향 이외의 다른 방향으로 작용하는 외력에 따른 토크는 상쇄되는 것을 확인하기 위해서, 도 15 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 1축 토크 센서(13)를 이용하여 로봇 관절(100)에 작용하는 부하에 따른 모의 실험하였으며, 모의 실험 결과는 도 20과 같다. 여기서 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 1축 토크 센서(13)를 매개로 설치된 로봇 관절(100)을 보여주는 도면이다. 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 1축 토크 센서(13)를 매개로 설치된 로봇 관절(100)을 보여주는 부분 단면도이다. 한편 본 모의 실험에서는 1축 토크 센서(13)를 제외한 1축 관절 모듈(10)로는 모터를 사용하였다.As described above, in order to confirm that the torque due to the external force acting in the direction other than the one axis direction of the one
도 15 내지 도 19를 참조하면, 본 실시예에 따른 로봇 관절(100)은 1축 토크 센서(13)를 매개로 연결된 제1 관절(101)과 제2 관절(102)이 연결된 구조를 갖는다. 제1 관절(101)은 일측에 X축 방향으로 회전하는 출력축(20)을 갖는 1축 관절 모듈(10)가 설치되어 있다. 1축 관절 모듈(10)의 출력축(20)을 포함하는 일부가 1축 토크 센서(13)의 내부 공간(113)으로 삽입되어, 1축 관절 모듈(10)의 출력축(20)은 1축 토크 센서(13)의 출력축 체결구멍(121)에 삽입되어 제1 관절 체결부(120)에 체결된다. 그리고 제2 관절(102)은 1축 토크 센서(13)의 제2 관절 체결부(140)의 외주면에 결합된다.15 to 19, the robot joint 100 according to the present exemplary embodiment has a structure in which the first joint 101 and the second joint 102 are connected via the one-
이때 1축 토크 센서(13)에 작용하는 힘에 따른 변형력을 아래와 같은 모의 실험 조건에서 제1 내지 제4 스트레인 게이지(S1,S2,S3,S4)를 통하여 측정하였다. 제1 내지 제4 스트레인 게이지(S1,S2,S3,S4)를 이용한 보상회로, 예컨대 풀브리지 회로를 이용하여 X축, Y축 및 Z축의 토크(Mx,My,Mz)를 산출한다.At this time, the deformation force according to the force acting on the
전술된 바와 같이 1축 토크 센서(13)는 제1 관절(101) 및 제2 관절(102)을 연결한다. 제1 관절(101)에 대해서 제2 관절(102)이 1축 토크 센서(13)의 출력축(20) 방향인 X축 방향으로 회전 중, 외부 물체의 부딪혀 움직이지 못하는 상태라고 가정한다. 이때 1축 토크 센서(13)의 제2 관절 체결부(140)는 제2 관절(102)에 체결되어 외부 물체에 의해 움직이지 않는다고 가정하여 고정 조건을 부여한다. 1축 토크 센서(13)의 제1 관절 체결부(120)는 제1 관절(101)에 설치된 1축 관절 모듈(10)의 출력축(20)에 연결되어 모멘트 하중 조건이 부여한다. 그리고 1축 토크 센서(13)의 재질 물성치는 표1과 같다.As described above, the one-
전술된 바와 같은 조건으로 모의 실험을 실행하면, 게이지 설치부(130)의 빔부(131)가 변형되고, 빔부(131)의 변형량을 스트레인 게이지(S1,S2,S3,S4)가 감지하고, 감지한 변형량에 따른 토크를 측정한다.When the simulation is performed under the conditions as described above, the
이러한 전술된 바와 같은 조건으로 모의 실험한 결과는 도 20과 같다. 여기서 도 20은 본 실시예에 따른 1축 토크 센서(13)에 6축 방향으로 발생하는 힘에 따른 4개의 스트레인 게이지(S1,S2,S3,S4)에서 측정된 토크 값이다. 이때, "effective strain-elastic 부터 (S1-S2+S3-S4)까지"의 필드값은 소숫점 아래 둘째 자리로 표시하였다.The simulation results under the conditions as described above are shown in FIG. 20. 20 is a torque value measured by four strain gauges S1, S2, S3, and S4 according to the force generated in the six-axis direction in the one-
도 20을 참조하면, X축에 대한 모멘트 하중 즉 X축 방향의 토크(Mx)에 대해서 스트레인 게이지(S1,S2,S3,S4)의 증폭효과를 확인할 수 있다. X축 방향에 대한 집중 하중(Fx)의 경우에도 변형률이 작게 측정되기 때문에, 1축 관절 모듈(10)을 포함한 로봇 관절(100)의 제어를 효율적으로 수행할 수 있다. 그리고 X축 방향을 제외한 Y축 및 Z축에 대한 모멘트 하중(My,Mz) 및 집중 하중(Fy,Fz)은 서로 상쇄되어 상호간섭오차가 거의 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 20, the amplification effect of the strain gauges S1, S2, S3, and S4 may be confirmed with respect to the moment load on the X axis, that is, the torque Mx in the X axis direction. Even in the case of the concentrated load Fx in the X-axis direction, since the strain is measured small, the control of the robot joint 100 including the one-axis
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 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 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 예컨대 본 실시예에서는 솔레노이드가 제1 브레이크에 설치되고 자석이 제2 브레이크에 설치된 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉 제1 브레이크에 자석이 설치되고, 제2 브레이크에 솔레노이드가 설치될 수 있다. 또한 본 실시예에서는 제1 브레이크의 이동을 안내하는 부재로서 리니어 부시를 사용하는 예를 개시하였지만, 모터 케이스에 외주면에 제1 브레이크가 축 방향으로 슬라이드 이동할 수 있도록 설치될 수도 있다.On the other hand, the embodiments disclosed in the specification and drawings are merely presented specific examples to aid understanding, and are 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. For example, the present embodiment discloses an example in which a solenoid is installed in the first brake and a magnet is installed in the second brake, but is not limited thereto. That is, a magnet may be installed in the first brake, and a solenoid may be installed in the second brake. In addition, in the present embodiment, an example in which a linear bush is used as a member for guiding the movement of the first brake is disclosed, but the first brake may be installed on the outer circumferential surface of the motor case so as to slide in the axial direction.
10 : 1축 관절 모듈 11 : 토크센서 엠프
12a, 12b : 센서 고정핀 13 : 1축 토크센서
15 : 절대 엔코더 17 : 감속기
19 : 모터 20 : 출력축
21 : 브레이크 장치 23 : 상대 엔코더
25: 모터 제어기 27 : 제어기 설치핀
29 : 모터 조립체 31 : 모터 케이스
33 : 설치대 35 : 모터 브라켓
36 : 모터 체결핀 설치구멍 37 : 지지바 설치대
38 : 지지바 체결핀 설치구멍 39 : 지지바
40 : 제1 브레이크 41 : 제1 치형
41a : 돌기 41b : 홈
43 : 제1 브레이크 몸체 44 : 내설 홈
45 : 덮개링 47 : 덮개링 체결핀
50 : 제2 브레이크 51 : 제2 치형
51a : 돌기 51b : 홈
53 : 중공홀 60 : 홀딩 링
61 : 링 몸체 63 : 자석
65 : 자석 설치홈 67 : 지지바 설치대
68 : 지지바 설치구멍 69 : 엔코더 설치구멍
70 : 솔레노이드 80 : 리니어 부시
81 : 샤프트 83 : 리니어 가이드
85 : 고정핀 87 : 로드
100 : 로봇 관절 101 : 제1 관절
102 : 제2 관절10: 1 axis joint module 11: torque sensor amplifier
12a, 12b: Sensor fixing pin 13: 1-axis torque sensor
15: absolute encoder 17: reducer
19: motor 20: output shaft
21
25: motor controller 27: controller installation pin
29
33: mounting base 35: motor bracket
36: motor fastening pin mounting hole 37: support bar mounting table
38: support bar fastening pin mounting hole 39: support bar
40: first brake 41: first teeth
41a:
43: first brake body 44: snow groove
45: cover ring 47: cover ring fastening pin
50: second brake 51: second tooth
51a: protrusion 51b: groove
53: hollow hole 60: holding ring
61: ring body 63: magnet
65: magnet mounting groove 67: support bar mounting
68: support bar mounting hole 69: encoder mounting hole
70: solenoid 80: linear bush
81: shaft 83: linear guide
85: fixing pin 87: rod
100: robot joint 101: first joint
102: second joint
Claims (8)
상기 제1 브레이크의 제1 치형이 형성된 면과 마주보게 설치되며, 상기 제1 브레이크의 제1 치형이 형성된 면과 마주보는 면에 상기 제1 치형에 맞물릴 수 있는 제2 치형이 형성되어 있고, 상기 모터의 일단부로 돌출된 상기 모터의 출력축에 고정 설치되는 제2 브레이크;를 포함하며,
상기 제1 브레이크가 상기 제2 브레이크쪽으로 이동하여 상기 제1 치형이 상기 제2 치형에 맞물리게 결합되면 상기 모터의 출력축에 대한 브레이킹을 수행하고, 상기 제1 브레이크가 상기 제2 브레이크에서 분리되면 상기 모터의 출력축에 대한 브레이킹을 해제하는 것을 특징으로 하는 치형 브레이크를 갖는 브레이크 장치.A first brake installed on the outer side of the motor so as to be movable in the direction of an output shaft of the motor and having a first tooth formed around a surface facing the one end of the motor;
The first tooth of the first brake is installed to face the surface formed, the second tooth that can engage the first tooth is formed on the surface facing the first tooth of the first brake is formed, And a second brake fixed to the output shaft of the motor protruding to one end of the motor.
When the first brake is moved toward the second brake and the first tooth is engaged with the second tooth, braking of the output shaft of the motor is performed. When the first brake is separated from the second brake, the motor Brake device having a toothed brake, characterized in that to release the braking for the output shaft of the.
상기 제2 브레이크를 사이에 두고 상기 제1 브레이크와 마주보게 위치하며 상기 모터의 외측에 연결되어 고정되며, 가장자리 둘레에 설치되는 복수의 자석이 발생시키는 자석으로 상기 제1 브레이크를 당겨 상기 제1 치형을 상기 제2 치형에 맞물리게 결합시켜 상기 제1 브레이크를 상기 제2 브레이크에 홀딩하는 홀딩 링;
상기 복수의 자석에 대응하는 상기 제1 브레이크의 위치에 설치되어 상기 복수의 자석에 반대되는 자력을 발생시켜 상기 제2 브레이크에서 상기 제1 브레이크를 이격시키는 복수의 솔레노이드;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치형 브레이크를 갖는 브레이크 장치.The method of claim 1,
The first tooth is pulled by the first brake with a magnet generated by a plurality of magnets positioned to face the first brake with the second brake therebetween and connected to the outside of the motor and installed around an edge. A holding ring for engaging the second tooth with the second tooth and holding the first brake to the second brake;
A plurality of solenoids disposed at positions of the first brakes corresponding to the plurality of magnets and generating magnetic forces opposite to the plurality of magnets to separate the first brakes from the second brakes;
Brake device having a toothed brake, characterized in that it further comprises.
상기 모터와 상기 제1 브레이크를 연결하며, 상기 모터의 외측에서 상기 제1 브레이크를 모터의 출력축 방향으로 이동을 안내하는 복수의 리니어 부시;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치형 브레이크를 갖는 브레이크 장치.3. The method of claim 2,
A plurality of linear bushes connecting the motor and the first brake and guiding movement of the first brake in an output shaft direction of the motor from the outside of the motor;
Brake device having a toothed brake, characterized in that it further comprises.
링 형상으로 복수의 솔레노이드 및 복수의 리니어 부시가 각각 내설되는 복수의 내설 홈이 형성된 제1 브레이크 몸체;
상기 내설 홈이 개방된 쪽의 상기 제1 브레이크 몸체에 결합되어 상기 내설 홈에 설치된 상기 솔레노이드 및 리니어 부시를 상기 제1 브레이크 몸체에 구속하는 덮개링;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 치형 브레이크를 갖는 브레이크 장치.The method of claim 3, wherein the first brake,
A first brake body having a plurality of inner grooves each having a plurality of solenoids and a plurality of linear bushes formed in a ring shape;
A cover ring coupled to the first brake body on the side where the internal snow groove is open to restrict the solenoid and the linear bush installed in the internal snow groove to the first brake body;
Brake device having a toothed brake, characterized in that it comprises a.
외주면의 가장자리 둘레에 상기 제2 치형이 형성되고, 중심 부분에 상기 모터의 출력축이 스플라인 구조로 결합되게 중공홀이 형성된 것을 특징으로 하는 치형 브레이크를 갖는 브레이크 장치.The method of claim 4, wherein the second brake,
The second tooth is formed around the edge of the outer circumferential surface, the brake device having a toothed brake, characterized in that the hollow hole is formed in the center portion so that the output shaft of the motor is coupled in a spline structure.
상기 복수의 솔레노이드에 대응되게 상기 복수의 자석이 각각 설치되는 자석 설치홈이 형성되고, 중심에 엔코더가 설치되는 엔코더 설치구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 브레이킹 장치.The method of claim 5, wherein the holding ring,
And a magnet mounting groove in which the plurality of magnets are respectively installed to correspond to the plurality of solenoids, and an encoder mounting hole in which an encoder is installed in the center thereof.
상기 모터의 출력축 방향으로 상기 모터에 직렬로 결합되어 상기 출력축의 구동을 브레이킹하는 브레이크 장치;를 포함하며,
상기 브레이크 장치는,
상기 모터의 출력축 방향으로 이동 가능하게 상기 모터의 외측에 설치되며, 상기 모터의 일단부를 향하는 면의 둘레에 제1 치형이 형성된 제1 브레이크;
상기 제1 브레이크의 제1 치형이 형성된 면과 마주보게 설치되며, 상기 제1 브레이크의 제1 치형이 형성된 면과 마주보는 면에 상기 제1 치형에 맞물릴 수 있는 제2 치형이 형성되어 있고, 상기 모터의 일단부로 돌출된 상기 모터의 출력축에 고정 설치되는 제2 브레이크;
상기 제2 브레이크를 사이에 두고 상기 제1 브레이크와 마주보게 위치하며 상기 모터의 외측에 연결되어 고정되며, 가장자리 둘레에 설치되는 복수의 자석이 발생시키는 자석으로 상기 제1 브레이크를 당겨 상기 제1 치형을 상기 제2 치형에 맞물리게 결합시켜 상기 제1 브레이크를 상기 제2 브레이크에 홀딩하는 홀딩 링;
상기 복수의 자석에 대응하는 상기 브레이크의 위치에 설치되어 상기 복수의 자석에 반대되는 자력을 발생시켜 상기 제2 브레이크에서 상기 제2 브레이크를 이격시키는 복수의 솔레노이드;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치를 이용한 모터 조립체.A motor having a hollow output shaft protruding from both sides thereof;
And a brake device coupled in series with the motor in an output shaft direction of the motor to break the drive of the output shaft,
Wherein the brake device comprises:
A first brake installed on the outer side of the motor so as to be movable in an output shaft direction of the motor and having a first tooth formed around a surface facing the one end of the motor;
The first tooth of the first brake is installed to face the surface formed, the second tooth that can engage the first tooth is formed on the surface facing the first tooth of the first brake is formed, A second brake fixed to the output shaft of the motor protruding to one end of the motor;
The first tooth is pulled by the first brake with a magnet generated by a plurality of magnets positioned to face the first brake with the second brake therebetween and connected to the outside of the motor and installed around an edge. A holding ring for engaging the second tooth with the second tooth and holding the first brake to the second brake;
A plurality of solenoids disposed at positions of the brakes corresponding to the plurality of magnets and generating magnetic force opposite to the plurality of magnets to separate the second brakes from the second brakes;
Motor assembly using a brake device comprising a.
상기 출력축은 상기 모터의 회전자 및 상기 제2 브레이크에 스플라인 구조로 결합되는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치를 이용한 모터 조립체.The method of claim 7, wherein
The output shaft is a motor assembly using a brake device, characterized in that coupled to the rotor and the second brake of the motor in a spline structure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120049863A KR101359959B1 (en) | 2012-05-10 | 2012-05-10 | Break apparatus comprising toothed break plate and motor assembly using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120049863A KR101359959B1 (en) | 2012-05-10 | 2012-05-10 | Break apparatus comprising toothed break plate and motor assembly using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20130126081A true KR20130126081A (en) | 2013-11-20 |
KR101359959B1 KR101359959B1 (en) | 2014-02-12 |
Family
ID=49854244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020120049863A KR101359959B1 (en) | 2012-05-10 | 2012-05-10 | Break apparatus comprising toothed break plate and motor assembly using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101359959B1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160001181A (en) | 2014-06-26 | 2016-01-06 | 공병민 | Step motor with improved shaft connection structure by rear brake device arrangement |
CN109849872A (en) * | 2019-04-08 | 2019-06-07 | 合肥工业大学 | A kind of motor drive machinery brake apparatus |
CN110546396A (en) * | 2017-04-24 | 2019-12-06 | 赛峰起落架系统公司 | Method for reducing vibrations of a brake wheel of an aircraft |
WO2020176645A1 (en) * | 2019-02-26 | 2020-09-03 | Somnio Global Holdings, Llc | Wheel and brake assemblies |
CN112833117A (en) * | 2021-01-25 | 2021-05-25 | 广东博智林机器人有限公司 | Brake and rotating device with same |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101632370B1 (en) | 2014-03-25 | 2016-06-21 | 주식회사 오토파워 | Brake device for joint module of robot |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH679823B5 (en) * | 1990-10-22 | 1992-10-30 | Ebauchesfabrik Eta Ag | |
JPH10141404A (en) * | 1996-09-12 | 1998-05-29 | Tsubakimoto Emerson Co | Non-energized operation type electromagnetic brake |
KR100794767B1 (en) * | 2006-04-15 | 2008-01-15 | 한국고벨주식회사 | Device and method of D/C Discbrake damping force sensing for Loadcell |
JP2011058578A (en) * | 2009-09-10 | 2011-03-24 | Yaskawa Electric Corp | Holding brake device, actuator using the same, and robotic device |
-
2012
- 2012-05-10 KR KR1020120049863A patent/KR101359959B1/en active IP Right Grant
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160001181A (en) | 2014-06-26 | 2016-01-06 | 공병민 | Step motor with improved shaft connection structure by rear brake device arrangement |
CN110546396A (en) * | 2017-04-24 | 2019-12-06 | 赛峰起落架系统公司 | Method for reducing vibrations of a brake wheel of an aircraft |
CN110546396B (en) * | 2017-04-24 | 2021-07-20 | 赛峰起落架系统公司 | Method for reducing vibrations of a brake wheel of an aircraft |
WO2020176645A1 (en) * | 2019-02-26 | 2020-09-03 | Somnio Global Holdings, Llc | Wheel and brake assemblies |
CN109849872A (en) * | 2019-04-08 | 2019-06-07 | 合肥工业大学 | A kind of motor drive machinery brake apparatus |
CN112833117A (en) * | 2021-01-25 | 2021-05-25 | 广东博智林机器人有限公司 | Brake and rotating device with same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101359959B1 (en) | 2014-02-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101293497B1 (en) | 1-axis joint module | |
KR101359959B1 (en) | Break apparatus comprising toothed break plate and motor assembly using the same | |
US4848525A (en) | Dual mode vibration isolator | |
US9532894B2 (en) | High density actuator with minimal lateral torsion | |
JP4589271B2 (en) | Manipulator for test head of automatic test equipment | |
US5959427A (en) | Method and apparatus for compensating for reaction forces in a stage assembly | |
JP6359301B2 (en) | Diagnostic scanning device | |
US20130098718A1 (en) | Electromechanical friction shock absorber | |
JP5985048B2 (en) | Brake device, elevator hoist using the same, and buffer reaction force adjusting method for brake device | |
JP5911042B2 (en) | Brake device and elevator hoisting machine using the same | |
CN113242940B (en) | Bearing assembly | |
EP1431232B1 (en) | Elevator hoist and elevator device | |
JP2006206217A (en) | Rail holding mechanism and safety means for elevator using the same | |
WO2020110386A1 (en) | Electrically operated brake | |
US9696225B2 (en) | Low friction tailstock assembly | |
JP6687052B2 (en) | Elevator hoist and installation method of hoist | |
KR101280899B1 (en) | 1-axis torque sensor for robot joint | |
CZ304114B6 (en) | Device for reducing transfer of forces into a frame of two parts acting forcibly with each other | |
KR20220088226A (en) | Actuator device and robot joint provided therewith | |
US8803460B2 (en) | Device for quickly generating a torque on an extended dynamic range with low inertia | |
WO2017179528A1 (en) | Article transport apparatus | |
JPH0313479A (en) | Elevator equipment | |
JPH0466895A (en) | Fine adjustment stage with six degrees of freedom | |
WO2020255328A1 (en) | Elevator hoist | |
US20110163221A1 (en) | Method for controlling deflection in structural member |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161229 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171207 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190201 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200115 Year of fee payment: 7 |