KR20160083266A - All-in-one electrical actuator module - Google Patents

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KR20160083266A
KR20160083266A KR1020140193788A KR20140193788A KR20160083266A KR 20160083266 A KR20160083266 A KR 20160083266A KR 1020140193788 A KR1020140193788 A KR 1020140193788A KR 20140193788 A KR20140193788 A KR 20140193788A KR 20160083266 A KR20160083266 A KR 20160083266A
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정경민
서용칠
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한국원자력연구원
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Abstract

The present invention relates to an all-in-one electrical actuator module comprising: a housing; a driving motor embedded in the housing and including a stator and a rotor disposed inside the stator; a driving shaft coupled through the rotor of the driving motor to be interlocked with the rotor; a reducer provided on one side of the housing and connected to the driving shaft; a torque transmission unit connected to the output side of the reducer; and a rotation angle sensing unit embedded in the housing, disposed in a position facing the torque transmission unit, and connected to the driving shaft or the torque transmission unit or both of the driving shaft and the torque transmission unit. The all-in-one electrical actuator module according to the present invention can eliminate the difficulty of preparing a separate design for mounting the driving motor, the reducer, the rotation angle sensor, etc. like an existing commercial product by modularizing the driving motor, the reducer, and the rotation angle sensor to standardize the actuator module which is a key component of a manipulator and can easily develop the manipulator by using the modularized all-in-one actuator module.

Description

일체형 전기적 구동모듈{ALL-IN-ONE ELECTRICAL ACTUATOR MODULE}≪ RTI ID = 0.0 > ALL-IN-ONE ELECTRICAL ACTUATOR MODULE &

본 발명은 감속기, 구동모터, 구동모터의 회전각과 감속기 출력측의 회전각 측정을 위한 회전각센서를 모듈화할 수 있는 일체형 전기적 구동모듈에 관한 것이다.
The present invention relates to an integrated electric drive module capable of modularizing a rotation angle sensor for measuring a rotation angle of a reduction gear, a drive motor, a drive motor, and a rotation angle of a reduction gear output side.

일반적으로 원자력발전소의 고방사선으로 인하여 매니퓰레이터가 발전소 검사, 유지보수 및 해체에서 많이 사용되고 있고, 이를 위해 다양한 로봇이 필요하며, 특히 한 개의 매니퓰레이터만으로 요구되는 많은 작업을 수행할 수 없다.In general, due to the high radiation of nuclear power plants, manipulators are widely used in inspection, maintenance and disassembly of power plants. To do this, various robots are needed. Especially, a single manipulator can not perform many tasks required.

따라서 요구되는 가변하중이나, 작업환경 등으로 인하여 특별한 작업에 맞는 특화된 매니퓰레이터가 개발되었다.Therefore, a manipulator specialized for special work has been developed due to the required variable load, working environment, and the like.

이러한 매니퓰레이터에 사용되는 구동모듈은 파워, 토크 및 스피드에 따라서 다양하게 존재하게 되는데, 기존 제작된 구동모듈은 표준화가 되어 있지 않아 매니퓰레이터의 개발작업에 많은 시간 소모될 뿐만 아니라, 개발비 역시 많이 필요하다는 문제가 있다.The driving module used for such a manipulator may vary depending on the power, torque, and speed. However, since the conventional driving module is not standardized, it takes a lot of time to develop the manipulator, .

또한 종래의 구동모듈은 모터, 각도센서 및 감속기 등이 별도로 제작되어 장착되되어야 문제가 있고, 특히 각도센서의 경우 감속기의 출력측 회전각을 측정하기 위해 감속기 출력측에 노출되고, 매니퓰레이터를 설계하기 위해 구동모듈에 링크를 연결하기 위해 감속기 출력측에 링크 연결 시 링커의 연결을 방해할 수 있기 때문에 매니퓰레이터의 설계 시 어려움을 더욱 가중시키는 문제가 있다.
Also, in the case of the angle sensor, in order to measure the rotation angle of the output side of the speed reducer, the motor, the angle sensor and the speed reducer are exposed on the output side of the reducer. In order to design the manipulator, There is a problem that the linker can be prevented from being connected when the link is connected to the reducer output side in order to link the link to the reducer output side, thereby increasing the difficulty in designing the manipulator.

대한민국 등록특허 제10-1293497호(2013.07.31.)Korean Patent No. 10-1293497 (Jul. 31, 2013)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems,

구동모터, 감속기 및 회전각센서를 모듈화하여 매니퓰레이터의 핵심 부품인 구동모듈을 표준화함으로써 기존 상용제품와 같이 구동모터, 감속기 및 회전각센서 등의 장착을 위한 별도 설계의 어려움을 해소하고, 모듈화된 일체형 구동모듈을 활용함으로써 매니퓰레이터의 개발을 용이하도록 하고자 하는 것을 하나의 목적으로 한다.By modularizing the drive motor, reducer and rotation angle sensor, the drive module, which is a key component of the manipulator, is standardized, thereby eliminating the difficulty of separate design for mounting the drive motor, reducer and rotation angle sensor as in existing commercial products, And to facilitate the development of the manipulator by utilizing the module.

본 발명은 매니퓰레이터의 설계 시, 다수의 구동모듈을 연결하기 위해 각 구동모듈의 감속기 출력측에 링크를 연결하게 되는데, 이 경우 구동모터나 감속기의 회전각 측정을 위한 복수의 회전각센서가 하우징의 후방측에 내장됨으로써 전방에 배치된 감속기 출력측에 링크를 연결하는 경우 간섭을 없애고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.In this case, a plurality of rotational angle sensors for measuring the rotational angle of the drive motor and the speed reducer are connected to the rear of the housing, It is another object of the present invention to eliminate the interference when the link is connected to the output side of the speed reducer disposed at the front side.

본 발명은 감속기 출력측 회전각 측정하는 제2 회전각센서를 하우징 후방측에 설치하기 위해 토크전달부에 연결되고, 구동샤프트를 관통하여 하우징 후방까지 연장되는 핀 타입의 결합수단 도입으로 제2 회전각센서의 설치 구조의 단순화를 이루고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.The present invention is characterized in that the second rotation angle sensor for measuring the rotation angle of the reduction gear output side is connected to the torque transmission unit for installing the second rotation angle sensor on the rear side of the housing and the pinion type engagement means extending through the drive shaft and extending to the rear of the housing, Another object of the present invention is to simplify the installation structure of the sensor.

본 발명은 구동샤프트의 양단에 지지베어링을 장착하여 구동모터에 의한 진동이 구동샤프트로 전달되는 것을 차단함으로써 장치의 안정성을 향상시키고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.
It is another object of the present invention to improve the stability of the apparatus by mounting a support bearing at both ends of the drive shaft to prevent transmission of vibration by the drive motor to the drive shaft.

본 발명에 따른 일체형 전기적 구동모듈은 하우징; 고정자와, 상기 고정자 내측에 배치되는 회전자를 포함하고, 상기 하우징에 내장되는 구동모터; 상기 구동모터의 회전자에 관통 결합되어 연동하는 구동샤프트; 상기 하우징 일측에 구비되고, 상기 구동샤프트에 연결되는 감속기; 상기 감속기 출력측에 연결되는 토크전달부; 및 상기 하우징에 내장되고, 상기 토크전달부에 대향하는 위치에 배치되어 상기 구동샤프트 또는 상기 토크전달부, 또는 이들 모두에 연결되는 회전각센싱부;를 포함하여 이루어진다.
An integrated electric drive module according to the present invention includes: a housing; A drive motor including a stator and a rotor disposed inside the stator, the drive motor being embedded in the housing; A driving shaft connected to and coupled to a rotor of the driving motor; A reducer provided at one side of the housing and connected to the drive shaft; A torque transmission unit connected to the speed reducer output side; And a rotation angle sensing unit that is embedded in the housing and is disposed at a position opposite to the torque transmission unit and connected to the drive shaft or the torque transmission unit or both of them.

본 발명에 따른 일체형 전기적 구동모듈은 구동모터, 감속기 및 회전각센서를 모듈화하여 매니퓰레이터의 핵심 부품인 구동모듈을 표준화함으로써 기존 상용제품와 같이 구동모터, 감속기 및 회전각센서 등의 장착을 위한 별도 설계의 어려움을 해소하고, 모듈화된 일체형 구동모듈을 활용함으로써 매니퓰레이터의 개발을 용이하며, 이를 통하여 매니퓰레이터의 개발에 소요되는 시간을 단축할 수 있다.The integrated electric drive module according to the present invention modularizes the drive motor, the speed reducer, and the rotation angle sensor to standardize the drive module, which is a core component of the manipulator, so that the drive motor, the speed reducer and the rotation angle sensor are separately designed By solving the difficulties and utilizing the modular integrated drive module, the development of the manipulator can be facilitated and the time required for the development of the manipulator can be shortened.

본 발명은 매니퓰레이터의 설계 시, 다수의 구동모듈을 연결하기 위해 각 구동모듈의 감속기 출력측에 링크를 연결하게 되는데, 이 경우 구동모터나 감속기의 회전각 측정을 위한 복수의 회전각센서가 하우징의 후방측에 내장됨으로써 전방에 배치된 감속기 출력측에 링크를 연결하는 경우 간섭을 없애고, 이에 의하여 매니퓰레이터의 링크 길이를 손십게 변경할 수 있다.In this case, a plurality of rotational angle sensors for measuring the rotational angle of the drive motor and the speed reducer are connected to the rear of the housing, So that interference can be eliminated when the link is connected to the reducer output side disposed at the front side, whereby the link length of the manipulator can be easily changed.

본 발명은 감속기 출력측 회전각 측정하는 제2 회전각센서를 하우징 후방측에 설치하기 위해 토크전달부에 연결되고, 구동샤프트를 관통하여 하우징 후방까지 연장되는 핀 타입의 결합수단 도입으로 제2 회전각센서의 설치 구조의 단순화가 가능하게 된다.The present invention is characterized in that the second rotation angle sensor for measuring the rotation angle of the reduction gear output side is connected to the torque transmission unit for installing the second rotation angle sensor on the rear side of the housing and the pinion type engagement means extending through the drive shaft and extending to the rear of the housing, The installation structure of the sensor can be simplified.

본 발명은 구동샤프트의 양단에 지지베어링을 장착하여 구동모터에 의한 진동이 구동샤프트로 전달되는 것을 차단함으로써 장치의 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.
The present invention is able to improve the stability of the device by mounting a support bearing at both ends of the drive shaft to prevent the vibration of the drive motor from being transmitted to the drive shaft.

도 1은 본 발명에 따른 일체형 전기적 구동모듈을 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 구동모듈을 나타내는 분해사시도,
도 3은 본 발명에 따른 구동모듈을 나타내는 결합단면도,
도 4는 본 발명에 따른 구동모듈을 이용한 매니퓰레이터를 나타내는 사용상태도.1 is a perspective view showing an integrated electric drive module according to the present invention,
2 is an exploded perspective view showing a driving module according to the present invention,
3 is an assembled cross-sectional view illustrating a drive module according to the present invention,
4 is a state diagram illustrating a manipulator using a driving module according to the present invention.

이하에서는 본 발명에 따른 일체형 전기적 구동모듈을 첨부된 도면을 참조하여 보다 자세하게 설명하기로 한다.
Hereinafter, an integrated electric drive module according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 명세서상에서 사용되는 엄밀하지 않은 방향기준을 도 3을 참조하여 특정하면,If the precise directional criteria used herein are specified with reference to Figure 3,

감속기(40)가 배치된 쪽을 '전방 또는 일측'이라 하고, 하우징(10)의 리어커버(15)가 배치된 쪽을 '후방 또는 타측'이라 한다.
The side where the speed reducer 40 is disposed is referred to as a front side or the one side and the side where the rear cover 15 of the housing 10 is disposed is referred to as rear side or the other side.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 일체형 전기적 구동모듈(AM)은1 to 4, the integrated electric drive module AM according to the present invention includes:

하우징(10)과, 하우징(10)에 내장되는 구동모터(20)와, 구동모터(20)에 관통하여 결합되는 구동샤프트(30)와, 하우징(10) 일측에 구비되는 감속기(40)와, 이 감속기(40)의 출력측에 연결되는 토크전달부(50)와, 하우징(10)에 내장되고, 토크전달부(50)에 대향하는 위치에 배치되는 회전각센싱부(60)를 포함하여 구성된다.
A drive shaft 20 coupled to the drive motor 20 through a housing 10 and a drive motor 20 incorporated in the housing 10; a speed reducer 40 provided at one side of the housing 10; A torque transmission unit 50 connected to the output side of the speed reducer 40 and a rotation angle sensing unit 60 built in the housing 10 and disposed at a position opposite to the torque transmission unit 50 .

먼저 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 하우징(10)은1 to 3, a housing 10 according to the present invention includes:

구동모터(20)와 회전각센싱부(60)가 내장되고, 전방에는 감속기(40)가 일체로 연결되도록 구성된다.The drive motor 20 and the rotation angle sensing unit 60 are built in, and the reducer 40 is integrally connected to the front side.

이를 위해 하우징(10)은 전단에 배치되어 감속기(40)가 연결되고, 중공을 갖는 프론트커버(11)와, 이 프론트커버(11) 후방에 연결되어 구동모터(20)가 내장되는 중공형 모터하우징(13)과, 이 모터하우징(13) 후방에 연결되어 회전각센싱부(60)가 내장되는 리어커버(15)로 구성된다.To this end, the housing 10 is provided with a front cover 11, which is disposed at the front end and is connected to the speed reducer 40, and which has a hollow, and a hollow motor (not shown) connected to the rear of the front cover 11, A housing 13 and a rear cover 15 connected to the rear of the motor housing 13 and having a rotation angle sensing unit 60 built therein.

이 경우 리어커버(15)는 회전각센싱부(60)가 수용되는 수납부(15a)가 형성되고, 그 후방을 덮는 덮개(15b)로 구성된다.In this case, the rear cover 15 is formed of a lid 15b formed with a receiving portion 15a for receiving the rotational angle sensing portion 60 and covering the rear portion thereof.

아울러 하우징(10)의 프론트커버(11)와 모터하우징(13), 모터하우징(13)과 리어커버(15)는 각각 볼트 체결방식에 의하여 고정되며, 전체적으로 전단은 개방되고, 후단은 리어커버(15)의 덮개(15b)에 의하여 폐쇄된 형태로 구성된다.
The front cover 11 and the motor housing 13 of the housing 10 and the motor housing 13 and the rear cover 15 are fixed by a bolt fastening method and the front end is opened as a whole and the rear end is closed by a rear cover 15 is closed by a lid 15b.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 구동모터(20)는2 and 3, the driving motor 20 according to the present invention includes:

하우징(10)의 모터하우징(13)에 내장되는 고정자(21)와, 이 고정자(21) 내측에 배열되고, 중심이 관통된 형태의 회전자(23)를 포함하여 구성되며, 회전자(23)에는 구동샤프트(30)가 관통 결합된다.A stator 21 embedded in the motor housing 13 of the housing 10 and a rotor 23 arranged inside the stator 21 and passing through the center, The drive shaft 30 is coupled through.

따라서 구동모터(20)의 고정자(21)에 전압이 가해지면 회전자(23)가 회전을 하게 되고, 이때 회전자(23)와 연동하여 구동샤프트(30)가 회전함으로써 구동모터(20)의 구동력이 감속기(40)로 전달하게 된다.
Therefore, when a voltage is applied to the stator 21 of the drive motor 20, the rotor 23 rotates. At this time, the drive shaft 30 rotates in conjunction with the rotor 23 to rotate the drive motor 20 So that the driving force is transmitted to the speed reducer 40.

또한 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 구동샤프트(30)는2 and 3, the drive shaft 30 according to the present invention includes

구동모터(20)의 회전자(23)에 관통 결합되어 회전자(23)와 연동함으로써 구동모터(20)의 회전력을 감속기(40)로 전달하게 된다.And is coupled to the rotor 23 of the drive motor 20 and interlocked with the rotor 23 to transmit the rotational force of the drive motor 20 to the reducer 40.

본 발명에 따른 구동샤프트(30)의 전방과 후방에는 각각 지지베어링(80) 구비되는데,Supporting bearings 80 are provided at the front and rear of the drive shaft 30 according to the present invention,

이 지지베어링(80)은 구동모터(20)의 회전가가 회전하는 경우 발생되는 진동이 구동샤프트(30)에 전달되는 것을 차단함으로써 장치의 구동을 안정적으로 유지할 수 있다.The support bearing 80 can stably maintain the drive of the apparatus by blocking transmission of vibration generated when the rotational speed of the drive motor 20 is rotated to the drive shaft 30. [

이 경우 전방에 배치되는 지지베어링(80)은 프론트커버(11)에 안치되어 구동샤프트(30)의 전방부 외주를 감싸고, 후방에 배치되는 지지베어링(80)은 모터하우징(13)의 안치되어 구동샤프트(30)의 후방부 외주를 감싸게 된다.In this case, the support bearing 80 disposed at the front is placed in the front cover 11 to surround the outer periphery of the front portion of the drive shaft 30, and the support bearing 80 disposed at the rear is positioned in the motor housing 13 The outer periphery of the rear portion of the drive shaft 30 is covered.

또한 구동샤프트(30)는 중공 형태로 이루어지고, 후방부는 외경이 순차적으로 감소하도록 단차가 형성되며, 최후단에는 회전각센싱부(60)의 제1 회전각센서(61)가 장착되는 검출부(31)가 형성된다.
The rear end of the driving shaft 30 is formed with a step to reduce the outer diameter of the driving shaft 30 sequentially. The rear end of the driving shaft 30 is provided with a detection unit (not shown) to which the first rotation angle sensor 61 of the rotation angle sensing unit 60 is attached 31 are formed.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 감속기(40)는1 to 3, the speed reducer 40 according to the present invention includes:

구동샤프트(30)에 연결되어 일정한 감속비로 감속한 후, 출력측에 연결되는 토크전달부(50)에 토크를 전달하게 된다.Is connected to the drive shaft 30 and decelerated at a constant reduction ratio, and then transmits torque to the torque transmission portion 50 connected to the output side.

이를 위해 본 발명에 따른 감속기(40)는 구동샤프트(30)의 전단에 볼트 체결되는 웨이브제너레이터(41)와, 이 웨이브제너레이터(41) 외주에 배치되는 볼베어링(43)과, 이 볼베어링(43) 외륜을 감싸고, 외주면에 기어 치형이 형성된 플렉스스플라인(45)과, 하우징(10)의 프론트커버(11)에 연결되고, 플렉스스플라인(45)의 기어치형에 대응하도록 내주면에 기어치형이 형성된 서큘러스플라인(47)을 포함하여 구성되어 감속기 하우징(40A)에 내장된다.To this end, the speed reducer 40 according to the present invention includes a wave generator 41 that is bolted to the front end of the drive shaft 30, a ball bearing 43 disposed on the outer periphery of the wave generator 41, A flex spline 45 which surrounds the outer ring and has a gear tooth formed on the outer circumferential surface thereof and a circular spline 45 which is connected to the front cover 11 of the housing 10 and has a gear tooth formed on the inner circumferential surface thereof corresponding to the gear tooth shape of the flex spline 45, (47), and is incorporated in the reducer housing (40A).

이 경우 본 발명에 따른 감속기(40)는 일명 하모닉 감속기(40)로서 웨이브제너레이터(41)는 타원형 캠 외주를 갖고, 웨이브제너레이터(41)의 캠 외주에 내외륜이 유연한 볼베어링(43)이 장착되고, 볼베어링(43)은 플렉스스플라인(45)의 내주에 결합되며, 플렉스스플라인(45)의 외주 기어치형에 서큘러스플라인(47)의 내주 기어치형이 맞물린다.In this case, the speed reducer 40 according to the present invention is a so-called harmonic speed reducer 40, in which the wave generator 41 has an elliptical outer periphery and a flexible ball bearing 43 is mounted on the outer periphery of the wave generator 41 The ball bearing 43 is coupled to the inner periphery of the flex spline 45 and the inner gear teeth of the circular spline 47 are engaged with the outer gear teeth of the flex spline 45. [

이 경우 플렉스플라인은 감속기(40)의 출력측으로 토크전달부(50)가 전면에 장착되고, 서큘러스플라인(47)은 감속기(40)의 고정측으로 프론트커버(11)에 장착되어 고정된다.In this case, the torque transmission portion 50 is mounted on the front side of the flexplate 40 on the output side of the speed reducer 40 and the circular spline 47 is mounted on the front cover 11 on the fixed side of the speed reducer 40 and fixed.

이러한 하모닉 감속기(40)의 구동은 구동모터(20)가 구동되면 구동샤프트(30)에 의하여 웨이브제너레이터(41)의 타원형상 캠이 소정 속도로 회전을 하게 되며, 이때 볼베어링(43) 내륜도 회전함으로써 타원형상의 캠 장축이 볼베어링(43)을 외측으로 밀어내게 된다.When the drive motor 20 is driven, the drive shaft 30 rotates the elliptical cam of the wave generator 41 at a predetermined speed. At this time, the inner ring of the ball bearing 43 rotates So that the elliptical cam long axis pushes the ball bearing 43 outward.

이때 플렉스스플라인(45)의 외주 기어치형이 외측으로 밀려 서큘러스플라인(47)의 내주 기어치형과 맞물리게 된다.At this time, the outer gear teeth of the flex spline 45 are pushed outwardly to engage with the inner gear teeth of the circular spline 47.

이 경우 플렉스스플라인(45)의 기어 이빨수는 서큘러스플라인(47)의 기어 이빨수보다 적기 때문에 웨이브제너레이터(41)의 캠이 시계방향으로 1회전하는 경우 플렉스스플라인(45)은 반시계 방향으로 기어의 이빨수 차이만큼 회전되어 감속이 이루어진다.In this case, since the number of gear teeth of the flex spline 45 is smaller than the number of gear teeth of the circular spline 47, the flex spline 45 is rotated counterclockwise when the cam of the wave generator 41 makes one revolution in the clockwise direction. And the deceleration is performed.

이에 따라 감속기(40)의 출력측인 플렉스스플라인(45)과 연결되는 토크전달부(50)는 감속비만큼 감속되어 구동되는 것이다.Accordingly, the torque transmitting portion 50 connected to the flex spline 45, which is the output side of the speed reducer 40, is driven to decelerate by the reduction ratio.

다만 상기한 바와 같은 하모닉 감속기는 다양한 감속기 중 일례에 불과한 것이고, 이외에도 다양한 형태의 감속기가 적용될 수 있다.
However, the harmonic reducer described above is only one example of various reducers, and various types of reducers may be applied.

또한 도 2, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 토크전달부(50)는2, 3, and 4, the torque transmitting portion 50 according to the present invention includes:

전술한 바와 같이 감속기(40)의 출력츠인 플렉스스플라인(45) 전면에 고정되어 구동모터(20)의 출력이 감속비만큼 감속되어 전달되어 구동된다.The output of the drive motor 20 is decelerated by the reduction gear ratio and is transmitted and driven by being fixed to the front surface of the output shaft of the reduction spline 45 as described above.

상기한 바와 같이 구성되는 구동모듈(AM)은 각종 작업을 위한 로봇의 조인트를 구성하고, 이때 각 구동모듈(AM)의 토크전달부(50)에 매니퓰레이터(M)의 링크(L)가 연결되어 토크가 전달된다.The driving module AM configured as described above constitutes a joint of robots for various operations and the link L of the manipulator M is connected to the torque transmitting portion 50 of each driving module AM at this time Torque is transmitted.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 구동모듈(AM)은 구동모터(20)와 감속기(40)가 일체화되어 표준화 됨으로써 다양한 작업에 사용되는 매니풀레이터의 작업특성, 즉 가변하중이나, 작업환경 등에 따라 요구되는 토크와 스피드에 맞게 매니퓰레이터(M)의 설계 제작을 가능하게 한다.The drive module AM according to the present invention as described above is standardized by integrating the drive motor 20 and the speed reducer 40 so that the operation characteristics of the manifold used for various operations, Thereby making it possible to design and manufacture the manipulator M in accordance with the required torque and speed.

이하에서는 구동모터(20)의 회전각과, 감속기(40)의 출력측 회전각 측정을 위한 회전각센서들의 모듈화를 보다 상세하게 기술하기로 한다.
Hereinafter, the rotation angle of the drive motor 20 and the rotation angle sensors for measuring the rotation angle of the output side of the speed reducer 40 will be described in more detail.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 회전각센싱부(60)는2 and 3, the rotation angle sensing unit 60 according to the present invention includes:

구동모터(20)와 감속기(40)의 출력측 회전각을 측정하기 위해 하우징(10)에 내장되도록 구성된다.And is built in the housing 10 for measuring the rotation angle of the output side of the drive motor 20 and the speed reducer 40.

이를 위해 본 발명에 따른 회전각센싱부(60)는 구동샤프트(30)의 후단에 연결되어 구동샤프트(30)의 회전각을 측정하는 제1 회전각센서(61)가 구비된다.The rotation angle sensing unit 60 according to the present invention is provided with a first rotation angle sensor 61 connected to the rear end of the drive shaft 30 to measure the rotation angle of the drive shaft 30. [

이 제1 회전각센서(61)는 구동샤프트(30)의 후단 검출부(31)에 연결되어 구동모터(20)에 의하여 회전하는 구동샤프트(30)의 회전각 측정을 가능하게 하고, 이는 종국적으로 구동모터(20)의 회전각 측정이 가능함을 의미한다.The first rotation angle sensor 61 is connected to the rear end detection portion 31 of the drive shaft 30 to enable measurement of the rotation angle of the drive shaft 30 rotated by the drive motor 20, It means that the rotation angle of the drive motor 20 can be measured.

또한 회전각센싱부(60)는 감속기(40)의 출력측의 회전각을 측정하기 위해 토크전달부(50)에 연결되는 제2 회전각센서(63)가 하우징(10)의 후방측, 즉 리어커버(15)의 수납부(15a)에 내장되는데,The rotation angle sensing unit 60 also includes a second rotation angle sensor 63 connected to the torque transmission unit 50 for measuring the rotation angle of the output side of the speed reducer 40. The second rotation angle sensor 63 is connected to the rear side of the housing 10, And is housed in the accommodating portion 15a of the cover 15,

이를 위하여 본 발명에서는 토크전달부(50)와 제2 회전각센서(63)를 연결하는 결합수단(70)이 구비된다.To this end, in the present invention, a coupling means 70 for coupling the torque transmitting portion 50 and the second rotation angle sensor 63 is provided.

이 결합수단(70)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 토크전달부(50)에 연결되는 핀홀더(71)와, 핀홀더(71)에 연결되고, 감속기(40)와 상기 구동샤프트(30)를 관통하여 제2 회전각센서(63)가 연결되는 인너핀(73)을 포함하여 구성된다.The engaging means 70 includes a pin holder 71 connected to the torque transmitting portion 50 as shown in Figs. 1 to 3 and a pin holder 71 connected to the pin holder 71 and connected to the speed reducer 40, And an inner pin 73 passing through the first rotation angle sensor 30 and connected to the second rotation angle sensor 63.

즉 결합수단(70)의 핀홀더(71)는 토크전달부(50) 외측면에 볼트 체결되어 고정되어 토크전달부(50)의 회전 시, 함께 회전하게 된다.That is, the pin holder 71 of the coupling means 70 is bolted and fixed to the outer surface of the torque transmitting portion 50, and is rotated together when the torque transmitting portion 50 is rotated.

또한 결합수단(70)의 인너핀(73)은 전단이 핀홀더(71)에 고정된 상태에서 감속기(40)의 웨이브제너레이터(41)와, 구동샤프트(30)의 중공을 관통하도록 후방으로 연장되는데,The inner pin 73 of the coupling means 70 is connected to the wave generator 41 of the speed reducer 40 in a state where the front end is fixed to the pin holder 71, However,

이 경우 인너핀(73)의 후단에는 커넥터핀(75)이 연결되고, 이 커넥터핀(75)은 구동샤프트(30)의 검출부(31)를 관통하여 리어커버(15)의 수납부(15a)까지 연장되어 그 후단에 제2 회전각센서(63)가 연결된다.In this case, a connector pin 75 is connected to the rear end of the inner pin 73. The connector pin 75 passes through the detecting portion 31 of the drive shaft 30 and is received by the receiving portion 15a of the rear cover 15. [ And the second rotation angle sensor 63 is connected to the rear end thereof.

따라서 토크전달부(50)의 회전 시, 핀홀더(71)와 인너핀(73) 및 커넥터핀(75)이 함께 회전을 하게 되므로 제2 회전각센서(63)에 의하여 감속기(40) 출력측 회전각을 측정하는 것이 가능하게 된다.Therefore, when the torque transmitting portion 50 is rotated, the pin holder 71, the inner pin 73, and the connector pin 75 are rotated together. Therefore, the second rotation angle sensor 63 rotates the output side rotation of the speed reducer 40 It becomes possible to measure the angle.

이 경우 인너핀(73)의 후단에는 외주면을 감싸고, 구동샤프트(30)의 후단에 형성되는 수용부(33)에 수납되어 인너핀(73)의 지지하는 서포트베어링(77)이 설치되도록 하는 것이 바람직하다.In this case, a support bearing 77 for supporting the inner pin 73 is provided at the rear end of the inner pin 73 so as to surround the outer circumferential surface and to be accommodated in the accommodating portion 33 formed at the rear end of the drive shaft 30 desirable.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 회전각센싱부(60)는 도 1의 도시를 기준으로 전방에 배치되는 감속기(40)와 반대 방향으로 하우징(10)의 후방측에 내장되어 구동모듈(AM)에 일체화된다.The rotation angle sensing unit 60 according to the present invention is installed on the rear side of the housing 10 in the direction opposite to the speed reducer 40 disposed on the front side of FIG. .

이는 감속기(40)의 출력측, 즉 토크전달부(50)에는 매니퓰레이터(M)를 구성하기 위해 링크(L)가 연결되는데, 감속기(40)의 출력측 회전각을 측정하기 위해 별도의 회전각센서가 구비되어 구동모듈(AM)의 전방측에 장착되는 경우 매니퓰레이터(M)의 링크(L) 연결 시, 회전각센서에 의한 간섭이 발생하는 문제가 있다.A link L is connected to the output side of the speed reducer 40, that is, the torque transmitting portion 50 to constitute the manipulator M. In order to measure the rotation angle of the output side of the speed reducer 40, When the manipulator M is mounted on the front side of the driving module AM, there is a problem that interference occurs due to the rotation angle sensor when the manipulator M is connected to the link L.

따라서 감속기(40) 출력측, 즉 토크전달부(50)에 핀 형태의 결합수단(70)에 의하여 회전각센서를 하우징(10)의 내장되도록 후방측에 배치시킴으로써 매니퓰레이터(M)의 링크(L) 연결 시 간섭을 방지할 수 있고, 이를 통하여 매니퓰레이터(M)의 링크(L) 길이를 보다 손쉽게 변형하는 것이 가능하여 매니퓰레이터(M)의 설계 다변화를 구현할 수 있게 된다.
The rotation angle sensor is disposed on the rear side so as to house the housing 10 by the engagement means 70 in the form of a pin on the output side of the speed reducer 40, that is, the torque transmission portion 50, It is possible to prevent the interference at the time of connection and thereby to more easily deform the length of the link L of the manipulator M, thereby enabling the design of the manipulator M to be diversified.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 일체형 전긱적 구동모듈을 설명함에 있어 특정 형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It should be construed as being included in the scope of the right.

M : 매니퓰레이터 L : 링크
AM : 구동모듈
10 : 하우징
11 : 프론트커버 13 : 모터하우징
15 : 리어커버 15a : 수납부
15b : 덮개
20 : 구동모터
21 : 고정자 23 : 회전자
30 : 구동샤프트
31 : 검출부 33 : 수용부
40 : 감속기
40A : 감속기 하우징 41 : 웨이브제너레이터
43 ; 볼베어링 45 : 플렉스스플라인
47 : 서큘러스플라인
50 : 토크전달부
60 : 회전각센싱부
61 : 제1 회전각센서 63 : 제2 회전각센서
70 : 결합수단
71 : 핀홀더 73 : 인너핀
75 : 커넥터핀 77 : 서포트베어링
80 : 지지베어링M: Manipulator L: Link
AM: drive module
10: Housing
11: front cover 13: motor housing
15: rear cover 15a:
15b: cover
20: Driving motor
21: stator 23: rotor
30: drive shaft
31: Detection unit 33:
40: Reducer
40A: Reducer housing 41: Wave generator
43; Ball Bearing 45: Flex Spline
47: Circular spline
50: Torque transmitting portion
60: rotation angle sensing unit
61: first rotation angle sensor 63: second rotation angle sensor
70: coupling means
71: pin holder 73: inner pin
75: Connector pin 77: Support bearing
80: Support bearing

Claims (6)

하우징(10);
고정자(21)와, 상기 고정자(21) 내측에 배치되는 회전자(23)를 포함하고, 상기 하우징(10)에 내장되는 구동모터(20);
상기 구동모터(20)의 회전자(23)에 관통 결합되어 연동하는 구동샤프트(30);
상기 하우징(10) 일측에 구비되고, 상기 구동샤프트(30)에 연결되는 감속기(40);
상기 감속기(40) 출력측에 연결되는 토크전달부(50); 및
상기 하우징(10)에 내장되고, 상기 토크전달부(50)에 대향하는 위치에 배치되어 상기 구동샤프트(30) 또는 상기 토크전달부(50), 또는 이들 모두에 연결되는 회전각센싱부(60);
를 포함하여 이루어진 일체형 전기적 구동모듈.
A housing (10);
A drive motor (20) including a stator (21) and a rotor (23) disposed inside the stator (21), and housed in the housing (10);
A driving shaft (30) penetratingly coupled to the rotor (23) of the driving motor (20) and interlocked therewith;
A reducer (40) provided at one side of the housing (10) and connected to the drive shaft (30);
A torque transmitting portion 50 connected to the output side of the speed reducer 40; And
And a rotation angle sensing unit 60 which is embedded in the housing 10 and is disposed at a position opposite to the torque transmission unit 50 and connected to the drive shaft 30 or the torque transmission unit 50, );
And an electric drive module.
제 1 항에 있어서, 상기 회전각센싱부(60)는
상기 구동샤프트(30)의 후단에 연결되는 제1 회전각센서(61)와,
상기 토크전달부(50)에 연결되는 제2 회전각센서(63)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 일체형 전기적 구동모듈.
The apparatus of claim 1, wherein the rotation angle sensing unit (60)
A first rotation angle sensor 61 connected to a rear end of the drive shaft 30,
And a second rotation angle sensor (63) connected to the torque transmitting portion (50).
제 2 항에 있어서,
상기 토크전달부(50)와 상기 제2 회전각센서(63)를 연결하는 결합수단(70)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 일체형 전기적 구동모듈.
3. The method of claim 2,
Further comprising a coupling means (70) for connecting the torque transmitting portion (50) and the second rotation angle sensor (63).
제 3 항에 있어서, 상기 결합수단(70)은
상기 토크전달부(50)에 연결되는 핀홀더(71)와,
상기 핀홀더(71)에 연결되고, 상기 감속기(40)와 상기 구동샤프트(30)를 관통하여 상기 제2 회전각센서(63)가 연결되는 인너핀(73)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 일체형 전기적 구동모듈.
4. Apparatus according to claim 3, characterized in that said engaging means (70)
A pin holder 71 connected to the torque transmitting portion 50,
And an inner pin 73 connected to the pin holder 71 and connected to the second rotation angle sensor 63 through the speed reducer 40 and the drive shaft 30. [ Integrated electric drive module.
제 1 항에 있어서,
상기 인너핀(73)은 후단에 결합되어 상기 제2 회전각센서(63)가 연결되는 커넥터핀(75)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 전기적 구동모듈.
The method according to claim 1,
Further comprising a connector pin (75) coupled to a rear end of the inner pin (73) to connect the second rotation angle sensor (63).
제 1 항에 있어서,
상기 구동샤프트(30)의 양단에는 진동 저감을 위한 지지베어링(80)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 일체형 전기적 구동모듈.The method according to claim 1,
And a support bearing (80) for vibration reduction is further provided at both ends of the drive shaft (30).
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