KR20160132149A - 관절 구동 모듈 - Google Patents

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KR20160132149A
KR20160132149A KR1020150062855A KR20150062855A KR20160132149A KR 20160132149 A KR20160132149 A KR 20160132149A KR 1020150062855 A KR1020150062855 A KR 1020150062855A KR 20150062855 A KR20150062855 A KR 20150062855A KR 20160132149 A KR20160132149 A KR 20160132149A
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김봉석
박창우
김동엽
황정훈
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전자부품연구원
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Abstract

본 발명은 관절 구동 모듈에 관한 것으로, 위치 맞춤 갭을 사용하지 않으면서 작업자의 숙련도에 크게 의존하지 않고 절대 엔코더의 조립을 쉽게 수행하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 관절 구동 모듈은 모듈 고정부, 모듈 출력부, 출력축 샤프트 및 절대 엔코더를 포함한다. 모듈 고정부는 양쪽으로 중공형의 모터축이 돌출되게 설치된 모터를 구비한다. 모듈 출력부는 모터의 일측으로 돌출된 모터축 부분에 결합된 감속기와, 감속기에 결합되어 모터축 방향으로 발생되는 토크를 축정하는 1축 토크 센서를 구비한다. 출력축 샤프트는 모터축에 삽입되어 설치되되, 일측은 모듈 출력부에 고정되고, 타측은 모듈 고정부 밖으로 돌출되며, 모듈 고정부 밖으로 돌출된 타단부에 숫나사산이 형성되어 있다. 그리고 절대 엔코더는 출력축 샤프트에 나사 결합 방식으로 결합된다.

Description

관절 구동 모듈{Joint operating module}
본 발명은 관절 구동 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 1축 방향으로 회전 운동하는 물체의 관절에 설치되며 절대 엔코더를 구비하는 관통 구동 모듈에 관한 것이다.
관절 구동 모듈은 물체의 관절에 설치되어 1축 방향으로 물체가 안정적으로 회전할 수 있도록 하는 기기이다. 이러한 관절 구동 모듈은 1축 방향으로 회전하는 출력축을 갖는 모터와, 모터의 출력축에 결합되어 모터의 회전력을 감속시켜 물체에 전달하는 감속기와, 모터를 안정적으로 구동하기 위한 1축 토크 센서, 브레이크 장치, 물체의 회전을 측정하는 절대 엔코더 및 출력축의 회전을 감지하는 상대 엔코더를 포함한다.
이때 절대 엔코더는 감속기에 설치되는 1축 토크 센서에 설치된다. 즉 절대 엔코더는 1축 토크 센서 위에 고정 하우징을 매개로 고정 설치된 제1 디스크와, 1축 토크 센서를 관통하여 설치된 중공축에 제1 디스크에서 일정 간격 이격되어 설치되는 제2 디스크를 포함한다. 제2 디스크가 설치된 중공축은 고정축이다.
절대 엔코더가 물체의 회전량을 정확히 산출하기 위해서는, 제1 디스크와 제2 디스크 간의 간격을 정확히 맞추어 주어야 한다.
이와 같이 제1 디스크와 제2 디스크의 간격을 정확히 조절하기 위해서, 제1 디스크가 설치되는 고정 하우징은 1축 코트 센서 위에 볼트로 체결할 때, 심링(shim ring)과 같은 위치 맞춤 갭을 사용한다. 제1 디스크와 제2 디스크의 간격이 맞지 않으면, 고정 하우징을 체결하는 모든 볼트를 풀어서 다시 위치 맞춤 갭의 개수를 조절한 후 볼트를 다시 체결한다. 이러한 과정을 반복하면서 제1 디스크와 제2 디스크의 간격을 조정하기 때문에, 절대 엔코더를 조립하는 작업자의 숙련도에 따라 조립 시간에 차이가 발생한다.
이와 같이 기존의 절대 엔코더는 위치 맞춤 갭을 사용하여 제1 및 제2 디스크의 간격을 조절하는 방식을 사용하기 때문에, 절대 엔코더의 조립이 불편하고, 작업자의 숙련도에 크게 의존하는 문제점을 안고 있다.
더욱이 관절 구동 모듈에는 모터, 감속기, 브레이크 등 많은 부품이 함께 조립되기 때문에, 조립 공차를 고려하여 절대 엔코더의 제1 및 제2 디스크의 간격을 맞추는 것이 쉽지 않다.
그리고 절대 엔코더가 물체가 연결되는 1축 엔코더 위에 설치되기 때문에, 절대 엔코더가 설치된 중공축의 일측에서 타측으로 절대 엔코더와 관련된 케이블을 통과시켜야 했다. 즉 중공축의 타측에 관절 구동 모듈을 제어하는 제어 모듈이 설치되기 때문에, 절대 엔코더와 관련된 케이블을 중공축을 통하여 중공축의 타측으로 인출시킨다.
이와 같이 중공축을 통하여 절대 엔코더와 관련된 케이블과, 그 외 다른 케이블을 함께 통과시켜야 하기 때문에, 케이블 배선에 어려움이 있다.
더욱이 관절 구동 모듈이 회전 운동 시, 고정된 제2 디스크에 대해서 제1 디스크가 회전하기 때문에, 중공축을 통과하는 절대 엔코더와 관련된 케이블이 반복적으로 트위스트 되면서 물리적인 스트레스가 지속적으로 작용하는 문제점을 안고 있다.
한국등록특허 제10-1509578호(2015.04.01.)
따라서 본 발명의 목적은 작업자의 숙련도에 크게 의존하지 않고 절대 엔코더를 조립 및 간격 조절을 수행할 수 있는 관절 구동 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 위치 맞춤 갭을 사용하지 않고 절대 엔코더를 조립 및 간격 조절을 수행할 수 있는 관절 구동 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 절대 엔코더와 관련된 케이블이 반복적으로 트위스트 되면서 물리적인 스트레스가 지속적으로 작용하는 것을 방지할 수 있는 관절 구동 모듈에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 모터, 감속기, 1축 토크 센서, 상대 엔코더, 출력축 샤프트 및 절대 엔코더를 포함하는 관절 구동 모듈을 제공한다. 상기 모터는 양쪽으로 중공형의 모터축이 돌출되게 설치된다. 상기 감속기는 상기 모터의 일측으로 돌출된 모터축 부분에 결합된다. 상기 1축 토크 센서는 상기 감속기에 결합되어 상기 모터축 방향으로 발생되는 토크를 측정한다. 상기 상대 엔코더는 상기 모터의 타측으로 돌출된 모터축 부분에 설치된다. 상기 출력축 샤프트는 상기 모터축의 내부에 삽입 설치되며, 일측은 상기 1축 토크 센서에 결합되어 고정되며, 타측은 상기 모터축의 내부를 통하여 상기 상대 엔코더 밖으로 돌출되며, 타단부의 외주면에 숫나사산이 형성되며, 상기 감속기의 회전에 따라 회전한다. 그리고 상기 절대 엔코더는 상기 모터의 외측에 체결되며, 상기 출력축 샤프트의 타단부가 돌출되게 중심부에 개방부가 형성된 제1 디스크와, 상기 제1 디스크의 개방부 밖으로 돌출된 출력축 샤프트의 타단부에 나사 결합되는 암나사산이 형성되며 상기 출력축 샤프트의 회전에 따라 회전하는 제2 디스크를 포함하며, 상기 제1 디스크에 대한 제2 디스크의 회전량으로 상기 출력축 샤프트의 회전량을 검출한다.
본 발명에 따른 관절 구동 모듈에 있어서, 상기 출력축 샤프트는 중공형 샤프트이다.
본 발명에 따른 관절 구동 모듈에 있어서, 상기 1축 토크 센서는 중심 부분에 출력축 샤프트가 삽입되는 삽입 구멍이 형성되어 있고, 상기 삽입 구멍의 주위에 복수의 키 홈이 형성되어 있다.
본 발명에 따른 관절 구동 모듈에 있어서, 상기 출력축 샤프트는 일단에 복수의 키 홈에 각각 삽입되어 결합되는 복수의 키가 형성되어 있다.
본 발명에 따른 관절 구동 모듈에 있어서, 상기 제2 디스크는 상기 출력축 샤프트의 축 방향에 수직 방향으로 결합되는 복수의 체결 나사에 의해 상기 출력축 샤프트에 고정될 수 있다.
본 발명은 또한 모듈 고정부, 모듈 출력부, 출력축 샤프트 및 절대 엔코더를 포함하는 관절 구동 모듈을 제공한다. 상기 모듈 고정부는 양쪽으로 중공형의 모터축이 돌출되게 설치된 모터를 구비한다. 상기 모듈 출력부는 상기 모터의 일측으로 돌출된 모터축 부분에 결합된 감속기와, 상기 감속기에 결합되어 상기 모터축 방향으로 발생되는 토크를 축정하는 1축 토크 센서를 구비한다. 상기 출력축 샤프트는 상기 모터축에 삽입되어 설치되되, 일측은 상기 모듈 출력부에 고정되고, 타측은 상기 모듈 고정부 밖으로 돌출되며, 상기 모듈 고정부 밖으로 돌출된 타단부에 숫나사산이 형성된다. 그리고 상기 절대 엔코더는 상기 출력축 샤프트에 나사 결합 방식으로 결합되며, 상기 출력축 샤프트의 회전량을 검출하다.
그리고 본 발명에 따른 관절 구동 모듈에 있어서, 상기 절대 엔코더는 제1 디스크와 제2 디스크를 포함한다. 상기 제1 디스크는 상기 모듈 고정부의 외측에 체결되며, 상기 출력축 샤프트의 타단부가 돌출되게 중심부에 개방부가 형성된다. 상기 제2 디스크는 상기 제1 디스크의 개방부 밖으로 돌출된 상기 출력축 샤프트의 타단부에 나사 결합되며, 상기 출력축 샤프트의 회전에 따라 회전한다.
본 발명에 따르면, 제1 디스크가 모듈 고정부에 설치되고, 제2 디스크가 출력축 샤프트의 외주면에 나사 결합 방식으로 결합하면서 제1 및 제2 디스크의 간격 조절이 가능하기 때문에, 별도의 위치 맞춤 갭이 필요하지 않으며, 제1 및 제2 디스크의 간격을 쉽게 조절할 수 있다.
즉 모듈 고정부에 고정 설치된 제1 디스크에 대해서, 중심에 암나사산이 형성된 제2 디스크를 출력축 샤프트에 형성된 숫나사산에 나사 결합 방식으로 결합하면서 제1 디스크에 대한 제2 디스크의 위치(간격)을 쉽게 조절할 수 있다.
절대 엔코더는 제어 모듈이 설치되는 모듈 고정부 쪽에 설치되기 때문에, 중공축과 무관하게 절대 엔코더와 관련된 케이블을 직접 제어 모듈에 연결될 수 있다. 즉 모듈 고정부와 모듈 출력부를 관통하여 설치되는 중공축을 통하여 절대 엔코더와 관련된 케이블을 통과시키지 않더라도, 절대 엔코더와 관련된 케이블을 제어 모듈에 연결할 수 있다. 따라서 절대 엔코더와 관련된 케이블이 반복적으로 트위스트 되면서 물리적인 스트레스가 지속적으로 작용하는 것을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 관절 구동 모듈을 보여주는 사시도들이다.
도 3은 도 1의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 분해 사시도이다.
도 5는 도 1의 부분 절개 사시도이다.
도 6 내지 도 7은 도 1의 출력축 샤프트에 제2 디스크를 조립하는 예를 보여주는 도면들로서,
도 6은 출력축 샤프트의 타단부에 제2 디스크가 위치한 상태를 보여주는 도면이고,
도 7은 출력축 샤프트의 타단부에 제2 디스크가 나사 결합되는 상태를 보여주는 도면이고,
도 8은 출력축 샤프트의 타단부에 나사 결합된 제2 디스크를 체결 나사로 고정하는 도면이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 관절 구동 모듈을 보여주는 사시도들이다. 도 3은 도 1의 분해 사시도이다. 도 4는 도 2의 분해 사시도이다. 그리고 도 5는 도 1의 부분 절개 사시도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 관절 구동 모듈(100)은 모듈 고정부(10), 모듈 출력부(30), 출력축 샤프트(70) 및 절대 엔코더(90)를 포함한다. 모듈 고정부(10)는 양쪽으로 중공형의 모터축(25)이 돌출되게 설치된 모터(20)를 구비한다. 모듈 출력부(30)는 모터(20)의 일측으로 돌출된 모터축(25) 부분에 결합된 감속기(40)와, 감속기(40)에 결합되어 모터축(25) 방향으로 발생되는 토크를 측정하는 1축 토크 센서(50)를 구비한다. 출력축 샤프트(70)는 모터축(25)에 삽입되어 설치되되, 일측은 모듈 출력부(30)에 고정되고, 타측은 모듈 고정부(10) 밖으로 돌출되며, 모듈 고정부(10) 밖으로 돌출된 타단부에 숫나사산(73)이 형성되어 있다. 그리고 절대 엔코더(90)는 출력축 샤프트(70)에 나사 결합 방식으로 결합된다.
그 외 본 실시예에 따른 관절 구동 모듈(100)은 상대 엔코더(60)와 브레이크 모듈(80)을 더 포함할 수 있다. 이때 상대 엔코더(60)와 브레이크 모듈(80)은 모듈 고정부(10)에 위치한다.
모터(20)는 관절 구동 모듈(100)에 연결되는 관절을 회전시키는데 필요한 회전력을 모터축(25)을 통하여 감속기(40)로 전달한다. 이러한 모터(20)는 모터 케이스(21), 회전자(25), 고정자(23) 및 모터축(25)을 포함한다. 회전자(25)의 중심에 모터축(25)이 결합되며, 회전자(25)를 감싸는 형태로 고정자(23)가 설치된다. 회전자(25) 및 고정자(23)는 모터 케이스(21)에 의해 보호된다. 이때 모터축(25)은 중공형으로 출력축 샤프트(70)가 내설될 수 있는 공간을 제공하며, 양단은 모터 케이스(21)의 양쪽으로 돌출되어 있다.
감속기(40)는 모터(20)의 일측으로 돌출된 모터축(25)에 결합되어 연결된다. 감속기(40)는 감속비에 따라서 모터축(25)의 회전을 감속시킨다.
1축 토크 센서(50)는 모듈 출력부(30)에 걸리는 토크를 측정한다. 1축 토크 센서(50)는 감속기(40)에 고정 설치된다. 1축 토크 센서(50)는 외측에 결합되는 물체와 모터(20)의 구동에 따라 모듈 출력부(30)에서 발생되는 토크를 측정하여 출력한다. 1축 토크 센서(50)에 작용하는 축 방향 이외의 하중은 크로스롤러 베어링(41)에서 잡아준다. 도시하진 않았지만, 1축 토크 센서(50)에는 복수의 스트레인 게이지가 설치된다.
1축 토크 센서(50)는 중심 부분에 출력축 샤프트(70)가 삽입되는 삽입 구멍(51)이 형성되어 있고, 삽입 구멍(51)의 주위에 복수의 키 홈(53)이 형성되어 형성된다. 후술되겠지만 키 홈(53)에 출력축 샤프트(70)에 형성된 복수의 키(75)가 각각 삽입되어 결합된다.
상대 엔코더(60)는 모터(20)의 타측으로 돌출된 모터축(25) 부분에 설치되어, 모터축(25)의 회전량을 검출하여 출력한다. 즉 상대 엔코더(60)는 모터축(25)의 회전량에 따라 단순하게 온/오프의 펄스수로 변환하여 출력하는 엔코더로서, 모터축(25)의 상대적인 위치값을 제공한다. 이때 상대 엔코더(60)는 모터 케이스(21)를 중심으로 감속기(40)가 설치된 쪽의 반대쪽으로 돌출된 모터축(25)에 설치될 수 있다.
출력축 샤프트(70)는 중공형 샤프트로서, 1축 토크 센서(50)에 회전 가능하게 결합된다. 이러한 출력축 샤프트(70)는 중공형의 샤프트 몸체(71)와 복수의 키(75)를 구비한다. 샤프트 몸체(71)는 1축 토크 센서(50)의 삽입 구멍(51)을 통하여 삽입되며, 모터(20)의 모터축(25)의 내부를 통하여 모터(20)의 타측으로 돌출된다. 출력축 샤프트(70)는 모터(20)의 타측으로 돌출된 타측부의 외주면에 숫나사산(73)이 형성되어 있다.
복수의 키(75)는 샤프트 몸체(71)의 일측의 외주면에서 돌출되게 형성되며, 1축 코트 센서의 복수의 키 홈(53)에 각각 대응되게 형성된다. 복수의 키(75)는 복수의 키 홈(53)에 삽입되어 고정되며, 모듈 출력부(30)의 회전력을 복수의 키(75)를 통하여 샤프트 몸체(71)로 전달한다.
브레이크 모듈(80)은 모터(20)의 타측 부분에 직렬로 결합되어 모터축(25)의 구동을 브레이킹한다. 브레이크 모듈(80)은 기어 방식 또는 브레이크 패드 방식으로 모터축(25)의 구동을 브레킹할 수 있다.
그리고 절대 엔코더(90)는 제1 디스크(91)와 제2 디스크(97)를 포함한다. 제1 디스크(91)는 모터 케이스(21)에 체결되며, 출력축 샤프트(70)의 타단부가 돌출되게 중심부에 개방부(93)가 형성되어 있다. 제2 디스크(97)는 제1 디스크(91)의 개방부(93) 밖으로 돌출된 출력축 샤프트(70)의 타단부에 나사 결합되는 암나사산(98)이 형성되며, 출력축 샤프트(70)의 회전에 따라 회전한다. 즉 절대 엔코더(90)는 제1 디스크(91)에 대해서 상대적으로 회전하는 제2 디스크(97)의 회전량을 검출함으로써, 모듈 출력부(30)에 설치된 물체의 회전에 따른 실제 위치값을 제공하기 위한 회전량을 측정한다.
이때 제1 디스크(91)는 모터 케이스(21)에 체결되는 고정 하우징(95)을 매개로 설치된다. 제2 디스크(97)는 중심 부분에 형성된 엔코더 하우징(99)을 매개로 설치된다. 엔코더 하우징(99)의 내주면에는 암나사산(98)이 형성되어 있다.
이때 작업자는 제2 디스크(97)를 출력축 샤프트(70)에 나사 결합 방식으로 결합하면서, 제1 디스크(91)와 제2 디스크(97) 간의 간격을 조정한다. 제1 디스크(91)와 제2 디스크(97) 간의 간격 조정이 완료되면, 제2 디스크(97)는 출력축 샤프트(70)의 축 방향에 수직 방향으로 결합되는 복수의 체결 나사(19)에 의해 출력축 샤프트(70)에 고정된다. 이때 제2 디스크(97)의 엔코더 하우징(99)에는 복수의 체결 나사가 결합될 수 있는 복수의 체결 구멍이 형성되어 있다. 복수의 체결 구멍은 출력축 샤프트(70)의 축 방향으로 방사형으로 형성될 수 있다.
제1 디스크(91)가 모듈 고정부(10)에 설치되고, 제2 디스크(97)가 출력축 샤프트(70)의 외주면에 나사 결합 방식으로 결합하면서 제1 및 제2 디스크(97)의 간격 조절이 가능하기 때문에, 별도의 위치 맞춤 갭이 필요하지 않으며, 제1 및 제2 디스크(97)의 간격을 쉽게 조절할 수 있다.
즉 모듈 고정부(10)에 고정 설치된 제1 디스크(91)에 대해서, 중심에 암나사산(98)이 형성된 제2 디스크(97)를 출력축 샤프트(70)에 형성된 숫나사산(73)에 나사 결합 방식으로 결합하면서 제1 디스크(91)에 대한 제2 디스크(97)의 위치(간격)을 쉽게 조절할 수 있다.
그리고 출력축 샤프트(70)에 나사 결합 방식으로 제2 디스크(97)를 결합한 이후에, 제2 디스크(97)의 회전 방향의 조절을 통해서, 제1 디스크(91)에 대한 제2 디스크(97)의 위치를 조정하기 때문에, 별도의 위치 맞춤 갭이 필요하지 않다.
한편 절대 엔코더(90)는 제어 모듈(15)이 설치되는 모듈 고정부(10)에 설치되기 때문에, 절대 엔코더(90)와 관련된 케이블을 직접 제어 모듈(15)에 연결할 수 있다. 즉 절대 엔코더(90)와 관련된 케이블을 제어 모듈(15)에 연결하기 위해서, 모듈 고정부(10)와 모듈 출력부(30)를 관통하여 설치되는 중공축인 모듈 출력축을 통할 필요가 없기 때문에, 절대 엔코더(90)와 관련된 케이블을 제어 모듈(15)에 직접 연결할 수 있다. 따라서 절대 엔코더(90)와 관련된 케이블이 반복적으로 트위스트 되면서 물리적인 스트레스가 지속적으로 작용하는 것을 방지할 수 있다.
제어 모듈(15)는 모터 케이스(21)에 복수의 체결 나사(17)에 의해 고정될 수 있다.
이와 같은 본 실시예에 따른 출력축 샤프트(70)에 제2 디스크(97)를 조립하는 예에 대해서 도 6 및 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 6은 출력축 샤프트(70)의 타단부에 제2 디스크(97)가 위치한 상태를 보여주는 도면이다. 도 7은 출력축 샤프트(70)의 타단부에 제2 디스크(97)가 나사 결합되는 상태를 보여주는 도면이다. 그리고 도 8은 출력축 샤프트(70)의 타단부에 나사 결합된 제2 디스크(97)를 체결 나사(19)로 고정하는 도면이다.
먼저 도 6에 도시된 바와 같이, 출력축 샤프트(70)의 타단부에 제2 디스크(97)를 위치시킨다.
이때 출력축 샤프트(70)는 1축 토크 센서(50)의 삽입 구멍(51)을 통하여 삽입되어, 모터(20)의 모터축(25)을 통하여 모터축(25)의 타단부 밖으로 돌출된다. 이때 출력축 샤프트(70)는 일측에 형성된 복수의 키(75)가 1축 토크 센서(50)의 복수의 키 홈(53)에 각각 삽입되어 고정된다.
출력축 샤프트(70)의 타단부 아래에 고정 하우징(95)을 매개로 제1 디스크(91)가 위치한다.
다음으로 도 7에 도시된 바와 같이, 출력축 샤프트(70)의 타단부에 제2 디스크(97)를 나사 결합 방식으로 결합한다. 즉 출력축 샤프트(70)의 숫나사산(73)에 엔코더 하우징(99)의 암나사산(98)을 회전시켜 제2 디스크(97)를 결합한다.
이때 제2 디스크(97)를 회전시켜 출력축 샤프트(70)에 결합하면서 제1 디스크(91)와 제2 디스크(97) 간의 간격을 조정한다.
그리고 제1 디스크(91)와 제2 디스크(97) 간의 간격 조정이 완료되면, 도 8에 도시된 바와 같이, 출력축 샤프트(70)의 축 방향에 수직 방향으로 결합되는 복수의 체결 나사(19)에 의해 엔코더 하우징(99)을 출력축 샤프트(70)에 고정함으로써, 제2 디스크(97)가 고정된다.
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.
10 : 모듈 고정부 15: 제어 모듈
17, 19 : 체결 나사 20 : 모터
21 : 모터 케이스 23 : 고정자
25 : 회전자 27 : 모터축
30 : 모듈 출력부 40 : 감속기
41 : 크로스롤러 베어링 50 : 1축 토크 센서
51 : 삽입 구멍 53 : 키 홈
60 : 상대 엔코더 70 : 출력축 샤프트
71 : 샤프트 몸체 73 : 숫나사산
75 : 키 80 : 브레이크 모듈
90 : 절대 엔코더 91 : 제1 디스크
93 : 개방부 95 : 고정 하우징
97 : 제2 디스크 98 : 암나사산
99 : 엔코더 하우징 100 : 관절 구동 모듈

Claims (6)

  1. 양쪽으로 중공형의 모터축이 돌출되게 설치된 모터;
    상기 모터의 일측으로 돌출된 모터축 부분에 결합된 감속기;
    상기 감속기에 결합되어 상기 모터축 방향으로 발생되는 토크를 측정하는 1축 토크 센서;
    상기 모터의 타측으로 돌출된 모터축 부분에 설치되는 상대 엔코더;
    상기 모터축의 내부에 삽입 설치되며, 일측은 상기 1축 토크 센서에 결합되어 고정되며, 타측은 상기 모터축의 내부를 통하여 상기 상대 엔코더 밖으로 돌출되며, 타단부의 외주면에 숫나사산이 형성되며, 상기 감속기의 회전에 따라 회전하는 출력축 샤프트;
    상기 모터의 외측에 체결되며, 상기 출력축 샤프트의 타단부가 돌출되게 중심부에 개방부가 형성된 제1 디스크와, 상기 제1 디스크의 개방부 밖으로 돌출된 출력축 샤프트의 타단부에 나사 결합되는 암나사산이 형성되며 상기 출력축 샤프트의 회전에 따라 회전하는 제2 디스크를 포함하며, 상기 제1 디스크에 대한 제2 디스크의 회전량으로 상기 출력축 샤프트의 회전량을 검출하는 절대 엔코더;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 관절 구동 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 출력축 샤프트는 중공형 샤프트인 것을 특징으로 하는 관절 구동 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 1축 토크 센서는 중심 부분에 출력축 샤프트가 삽입되는 삽입 구멍이 형성되어 있고, 상기 삽입 구멍의 주위에 복수의 키 홈이 형성되어 있고,
    상기 출력축 샤프트는 일단에 복수의 키 홈에 각각 삽입되어 결합되는 복수의 키가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 관절 구동 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 디스크는 상기 출력축 샤프트의 축 방향에 수직 방향으로 결합되는 복수의 체결 나사에 의해 상기 출력축 샤프트에 고정되는 것을 특징으로 하는 관절 구동 모듈.
  5. 양쪽으로 중공형의 모터축이 돌출되게 설치된 모터를 구비하는 모듈 고정부;
    상기 모터의 일측으로 돌출된 모터축 부분에 결합된 감속기와, 상기 감속기에 결합되어 상기 모터축 방향으로 발생되는 토크를 축정하는 1축 토크 센서를 구비하는 모듈 출력부;
    상기 모터축에 삽입되어 설치되되, 일측은 상기 모듈 출력부에 고정되고, 타측은 상기 모듈 고정부 밖으로 돌출되며, 상기 모듈 고정부 밖으로 돌출된 타단부에 숫나사산이 형성된 출력축 샤프트;
    상기 출력축 샤프트에 나사 결합 방식으로 결합되며, 상기 출력축 샤프트의 회전량을 검출하는 절대 엔코더;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 관절 구동 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 절대 엔코더는,
    상기 모듈 고정부의 외측에 체결되며, 상기 출력축 샤프트의 타단부가 돌출되게 중심부에 개방부가 형성된 제1 디스크;
    상기 제1 디스크의 개방부 밖으로 돌출된 상기 출력축 샤프트의 타단부에 나사 결합되며, 상기 출력축 샤프트의 회전에 따라 회전하는 제2 디스크;
    를 포함하는 관절 구동 모듈.
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