KR20130133418A - 와이어가이드 및 그를 이용한 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 와이어가이드 및 그를 이용한 구동장치에 있어서, 구동장치에 장착하는 장착부 와이어의 탈락을 방지하는 삽입부 그리고 상기 장착부와 삽입부를 연결하는 연결부로 이루어지고, 상기 삽입부는 와이어 삽입을 위한 개구부를 더 포함하여 이루어진다.

Description

와이어가이드 및 그를 이용한 구동장치{WIRE GUIDE AND DRIVING DEVICE USING ITS}

본 발명은 와이어가이드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로봇팔에 설치되는 와이어의 꼬임 및 그로 인한 커넥터 단락을 방지하는 와이어가이드 및 그를 이용한 구동장치에 관한 것이다.

이전까지 구동장치로써 로봇 팔은 사람이 접근하지 못하는 공간에서 물건을 운반하거나, 조립, 용접 등의 작업을 수행해 왔으나, 요즘은 직접적으로 사람과 공존하면서 서비스 제공해야 하기 때문에 안정성 높은 기술력을 필요로 한다.

로봇 팔을 구성하는 기어 및 모터의 발전으로 기능적인 면에서 신뢰도가 높은 로봇 팔을 제작이 많이 용이해지고 있다.

일반 사용자를 대상으로 서비스를 제공하는 로봇 팔의 경우 사용자와의 접촉으로 발생할 수 있는 여러 형태의 안전사고를 대비해야 하며, 이를 위해 로봇 팔에는 센서와 정밀 제어를 위해 구조가 복잡해지고, 로봇 팔에 사용되는 와이어의 수와 종류 등도 증가한다.

로봇 팔의 작동에 최소한의 영향을 주면서 와이어를 배선하기 위해서는 로봇 팔의 크기가 커지고, 로봇 팔의 내부 구조가 비대칭 형태가 되어 디자인 및 장치 구조의 배치가 어려워지는 문제점이 있다.

또한, 와이어를 배선할 때의 문제점 이외에 360도 무한 회전이 가능한 로봇 팔의 손목과 다른 관절들에서는 와이어가 꼬이거나 걸려서 커넥터가 단락 되는 등으로 인한 오작동 발생이 큰 문제로 드러나고 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 와이어가이드를 이용하여 와이어의 꼬임으로 인한 구동장치의 오작동을 방지하는 와이어가이드 및 그를 이용한 구동장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 와이어가이드는 구동장치에 장착하는 장착부, 와이어의 탈락을 방지하는 삽입부, 그리고 상기 장착부와 삽입부를 연결하는 연결부로 이루어지고, 상기 삽입부는 와이어 삽입을 위한 개구부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 장착부에 회전방지부를 더 포함하여 구동장치의 롤링(Rolling) 동작 시 360도 회전을 방지하는 것을 특징으로 한다.

상기 장착부 및 삽입부는 구동장치와의 결합을 위한 나사홀을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 와이어가이드를 이용한 구동장치는 제1구동부, 제2구동부, 제3구동부, 제4구동부, 제5구동부, 상기 제1구동부에 위치하고 제2구동부와 연결되어 제2구동부를 피칭(Pitching) 하는 제1모터, 상기 제2구동부에 위치하고 제3구동부와 연결되어 제3구동부를 피칭(Pitching) 하는 제2모터, 상기 제3구동부에 위치하고 제4구동부와 연결되어 제4구동부를 피칭(Pitching) 하는 제3모터, 상기 제4구동부에 위치하고 제5구동부와 연결되어 제5구동부를 롤링(Rolling) 하는 제4모터, 상기 제5구동부에 위치하는 제5모터, 상기 제1~5모터를 연결하며, 양단에 커넥터를 가지는 하나 이상의 와이어, 상기 제1모터, 제2모터 및 제3모터에 각각 장착하여 와이어의 연결을 돕는 하나 이상의 제1~3와이어가이드, 그리고 상기 제4모터에 장착하여 와이어의 연결을 돕는 제4와이어가이드로 이루어지고 상기 와이어가이드는 장착부, 삽입부, 연결부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 제4와이어가이드에 회전방지부를 더 포함하고 제4구동부에 걸림부를 더 포함하여, 제4모터가 롤링(Rolling)할 때 제4구동부의 360도 회전을 방지하는 것을 특징으로 한다.

상기 삽입부와 구동장치가 결합되는 면은 삽입부와 동일한 형태로 만들되 개구부의 방향만 달리하여 개폐부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 와이어가이드 및 그를 이용한 구동장치는 로봇팔 작동 시, 와이어 꼬임이나 커넥터 단락으로 인한 오작동을 방지하는 효과가 있다.

도 1의 (a), (b), (c)는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 와이어가이드를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 와이어가이드가 장착된 구동장치를 나타낸 사시도이다.
도 3는 도 2에 표시한 구동장치의 개폐부를 나타낸 도면이다.
도 4의 (a), (b)는 도 2에 표시한 구동장치에서 제4구동부의 걸림부 및 제4와이어가이드의 회전방지부를 확대한 도면이다.
도 5은 본 발명의 일실시예에 따른 와이어가이드를 장착한 구동장치에서 와이어를 연결한 것을 나타낸 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 와이어가이드 및 그를 이용한 구동장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1의 (a), (b), (c)에 도시한 것처럼, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 와이어가이드(20)의 구조는 장착부(21), 삽입부(22) 및 장착부(21)와 삽입부(22) 사이를 연결해주는 연결부(23)로 이루어진다.

장착부(21)는 와이어를 구비한 구동장치에 고정되고, 장착되는 구동장치의 형태에 따라 장착부(21)의 형태는 달라질 수 있으며 그에 대한 다양한 실시예는 다음과 같다.

도 1의 (a)를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 와이어가이드(20)의 장착부(21)는 나사홀(26)이 구비된 원통형태를 가지며, 구동장치와의 고정을 위하여 내부면이 일측이 열린 사각 형태의 홈을 가진다.

도 1의 (b)를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 와이어가이드(20)의 장착부(21)는 나사홀(26)이 구비된 원통형태를 가지는 것은 (a)와 동일하나, 가운데 원형 홀을 가지며, 외주면의 일측면이 깎여 평면형상이 'D'자 형태를 가진다.

도 1의 (c)를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 와이어가이드(20)의 장착부(21)는 나사홀(26)이 구비된 원통형태와 가운데 원형 홀을 가지는 것은 (a)와 동일하나, 가운데 원형 홀을 가지며, 상면에 돌기형태의 회전방지부(25)를 더 구비하는 것이 가능하다.

삽입부(22)는 도 1의 (a), (b), (c)에 도시된 것처럼 동일하게 형성된다.

삽입부(22)는 링 형태를 가지며, 측면의 일부에 형성된 개구부(24)를 가지는 말발굽 형태로 이루어지고, 개구부(24)는 와이어를 삽입부(22)에 끼우기 위하여 형성되며, 구동장치와의 고정을 위하여 나사홀(26)이 구비된다.

여기에서, 개구부(24)의 폭(w)은 삽입되는 와이어의 두께나 개수 등에 따라 달라질 수 있다.

또한, 장착부(21)가 구동장치와 나사 결합 할 때, 삽입부(22) 하면 방향에서 나사가 통과 하여 장착부(21)의 나사홀(26)을 통해 결합되기 때문에 삽입부(22)의 가운데 링에 나사가 지나가는 구멍이 추가된다.

연결부(23)는 도 1의 (a), (b), (c)에 도시된 것처럼 동일하게 이루어진다.

연결부(23)는 장착부(21)와 삽입부(22)의 사이에 일체형 또는 조립형으로 장착부(21)와 삽입부(22)를 연결하는데, 이는 장착부(21)의 일측면과 삽입부(22)의 일측면에 연결구성하며, 연결부(23)의 길이(h)는 구동장치에 따라 달라질 수 있다.

다음은 도 2를 참고로 하여, 도 1의 (a), (b), (c)에 도시한 와이어가이드(20)가 구동치인 로봇팔에 장착된 예를 설명한다.

도 2에 도시한 것처럼, 본 실시예에서 구동장치는 로봇팔을 나타내며, 이 로봇팔은 제1구동부(100), 제1구동부(100)와 연결된 제2구동부(200), 제2구동부(200)와 연결된 제3구동부(300), 제3구동부(300)와 연결된 제4구동부(400), 제4구동부(400)와 연결된 제5구동부(500)를 구비한다.

그리고, 제1 내지 제5구동부(100, 200, 300, 400, 500)는 각각 제1 내지 제5모터(110, 210, 310, 410, 510)에 연결되어 있고, 각 모터는 와이어가이드(20)에 연결되어 있다.

또한, 각 와이어가이드(20)는 인접한 구동부에 연결되어있다.

이렇게 구성된 제1 내지 제5모터(110, 210, 310, 410, 510)는 전력공급을 위해 양단에 커넥터를 가지는 하나 이상의 와이어로 연결한다.

이러한 와이어를 연결 할 때, 로봇팔이 구동함에 따라 와이어가 꼬이거나, 구동부에 걸리는 현상 등으로 인해 와이어가 손상되거나 커넥터가 탈락하는 등의 이유로 로봇팔이 오작동하는 것을 방지하기 위해 제1 내지 제4와이어가이드(120, 220, 320, 420)를 이용하여 와이어를 정리한다.

즉, 도2에 도시한 것처럼, 구동부의 일면에 모터가 장착되고, 모터의 한 측면에 와이어가이드(20)의 장착부(21)가 나사홀(26)을 이용하여 나사 연결된다.

또한, 도 3에 도시한 것처럼, 와이어가이드(20)의 삽입부(22)는 인접한 구동부에 연결되는데, 이때 구동부 측면에 일체형으로 구성하거나 별도의 조립으로 구성되는 개폐부(30)에 삽입부(22)의 나사홀(26)을 이용하여 나사 연결된다.

이러한 개폐부(30)는 삽입부(22)와 연결되는 부분이 삽입부(22)의 형태와 동일하나 개구 방향만 다르게 되어있어서, 와이어가이드(20)의 삽입부(22)에 와이어를 끼운 후에 개폐부(30)를 이용하여 구동부와 와이어가이드(20)를 연결하면 와이어가 빠지지 않게 고정하는 것이 가능하다.

다음은 도 4을 참고로 하여, 도 2에서의 제4와이어가이드(420)를 설명한다.

여기에서 (a)는 구동장치에서 제4구동부(400)의 걸림부(401) 및 제4와이어가이드(420)의 회전방지부(25)의 후면도이다.

여기에서 (b)는 구동장치에서 제4구동부(400)의 걸림부(401) 및 제4와이어가이드(420)의 회전방지부(25)의 사시도이다.

도 1의 (c)에 도시한 것처럼, 장착부(21) 상면에 돌기 형태의 회전방지부(25)를 추가한 와이어가이드(20)를 제4와이어가이드(420)로 사용하고,

도 4의 (a), (b)에 도시한 것처럼, 제4와이어가이드(420)의 회전방지부(25)가 회전하는 동선이 맞닿도록 제4구동부(400)의 양 측면에 돌기 형태의 걸림부(401)를 형성하여, 제4모터(410)의 구동으로 인해 제4와이어가이드(420)가 회전할 때, 제4와이어가이드(420)의 장착부(21) 상면에 있는 회전방지부(25)가 어느 방향으로 돌아가도 제4구동부(400)의 걸림부(401)에 걸리게 되어 와이어가 360도로 회전에 의해 꼬이는 것을 방지한다.

다음은 도5를 참고로 하여, 도 2에 도시된 와이어가이드(20)가 장착된 구동장치에 와이어를 연결하는 예를 설명한다.

먼저, 제1모터(110)의 출력단자에 와이어의 한쪽 커넥터를 꽂고 제1와이어가이드(120)의 개구부(24)를 통해 삽입부(22)에 끼운 후 제2모터(210)의 입력단자에 와이어의 다른 한쪽 커넥터를 꽂아 연결한다.

그리고, 제2모터(210)의 출력단자에 와이어의 한쪽 커넥터를 꽂고 제2와이어가이드(220)의 개구부(24)를 통해 삽입부(22)에 끼운 후 제3모터(310)의 입력단자에 와이어의 다른 한쪽 커넥터를 꽂아 연결한다.

그 후, 제3모터(310)의 출력단자에 와이어의 한쪽 커넥터를 꽂고 제3와이어가이드(320)의 개구부(24)를 통해 삽입부(22)에 끼운 후 제4모터(410)의 입력단자에 와이어의 다른 한쪽 커넥터를 꽂아 연결하는 단계;

마지막으로, 제4모터(410)의 출력단자에 와이어의 한쪽 커넥터를 꽂고 제4와이어가이드(420)의 개구부(24)를 통해 삽입부(22)에 끼운 후 제5모터(510)의 입력단자에 와이어의 다른 한쪽 커넥터를 꽂아 연결한다.

이렇게 와이어가 연결된 구동장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

제1구동부(100)에 장착된 제1모터(110)는 제1와이어가이드(120)와 나사 연결되어 동시에 동작하는데, 이러한 제1모터(110) 및 제1와이어가이드(120)의 동작에 따라 각각에 연결된 제2구동부(200)는 제1구동부(100) 방향으로 들어올려지거나 원래의 위치로 내려가는 피칭(Pitching) 동작을 한다.

이때, 제1모터(110) 출력단자에 연결되어 제1와이어가이드(120)의 삽입부(22)에 끼워진 와이어는 제1구동부(100)와 제2구동부(200)의 사이를 피해 연결되어 와이어 꼬임, 커넥터 탈락을 방지할 수 있으며, 장치의 움직임을 방해하지 않는다.

제2 및 제3구동부(200, 300) 및 제2 및 제3모터(210, 310)의 동작은 제1구동부(100) 및 제1모터(110)의 동작과 동일하며, 제2 및 제3와이어가이드(320)의 효과 또한 동일하게 적용된다.

제4구동부(400)에 장착된 제4모터(410)의 회전축은 제1 내지 제3모터(110, 210, 310)의 회전축과 수직을 이루게 장착되어 제5구동부(500)를 롤링(Rolling) 동작시키는데, 제4모터(410)에 장착된 제4와이어가이드(420)의 회전방지부(25)가 제4구동부(400)의 걸림부(401)에 걸리게 되어 360도 회전이 되지 않아 와이어가 꼬이지 않는다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

20 : 와이어가이드 21 : 장착부
22 : 삽입부 23 : 연결부
24 : 개구부 25 : 회전방지부
26 : 나사홀 30 : 개폐부
100 : 제1구동부 200 : 제2구동부
300 : 제3구동부 400 : 제4구동부
500 : 제5구동부 600 : 와이어
110 : 제1모터 120 : 제1와이어가이드
210 : 제2모터 220 : 제2와이어가이드
310 : 제3모터 320 : 제3와이어가이드
410 : 제4모터 420 : 제4와이어가이드
510 : 제5모터 401 : 걸림부

Claims (6)

1. 구동장치에 장착하는 장착부,
   와이어의 탈락을 방지하는 삽입부, 그리고
   상기 장착부와 삽입부를 연결하는 연결부로 이루어지고,
   상기 삽입부는 와이어 삽입을 위한 개구부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어가이드.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 장착부에 회전방지부를 더 포함하여 구동장치의 롤링(Rolling) 동작 시 360도 회전을 방지하는 것을 특징으로 하는 와이어가이드.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 장착부 및 삽입부는 구동장치와의 결합을 위한 나사홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어가이드.
   
4. 제1구동부, 제2구동부, 제3구동부, 제4구동부, 제5구동부,
   상기 제1구동부에 위치하고 제2구동부와 연결되어 제2구동부를 피칭(Pitching) 하는 제1모터,
   상기 제2구동부에 위치하고 제3구동부와 연결되어 제3구동부를 피칭(Pitching) 하는 제2모터,
   상기 제3구동부에 위치하고 제4구동부와 연결되어 제4구동부를 피칭(Pitching) 하는 제3모터,
   상기 제4구동부에 위치하고 제5구동부와 연결되어 제5구동부를 롤링(Rolling) 하는 제4모터,
   상기 제5구동부에 위치하는 제5모터,
   상기 제1~5모터를 연결하며, 양단에 커넥터를 가지는 하나 이상의 와이어,
   상기 제1모터, 제2모터 및 제3모터에 각각 장착하여 와이어의 연결을 돕는 하나 이상의 제1~3와이어가이드, 그리고
   상기 제4모터에 장착하여 와이어의 연결을 돕는 제4와이어가이드로 이루어지고,
   상기 와이어가이드는 장착부, 삽입부, 연결부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 와이어가이드를 이용한 구동장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제4와이어가이드에 회전방지부를 더 포함하고 제4구동부에 걸림부를 더 포함하여, 제4모터가 롤링(Rolling)할 때 제4구동부의 360도 회전을 방지하는 것을 특징으로 하는 와이어가이드를 이용한 구동장치.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 삽입부와 구동장치가 결합되는 면은 삽입부와 동일한 형태로 만들되 개구부의 방향만 달리하여 개폐부를 형성하는 것을 특징으로 하는 와이어가이드를 이용한 구동장치.

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