KR20170071055A - 역구동성이 향상된 하모닉 감속기, 그를 포함하는 구동 모듈 및 구동 모듈을 제어하는 방법 - Google Patents

역구동성이 향상된 하모닉 감속기, 그를 포함하는 구동 모듈 및 구동 모듈을 제어하는 방법 Download PDF

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Abstract

간단한 제어를 통해 역구동성을 현저하게 향상시킬 수 있는 하모닉 감속기, 그를 포함하는 구동 모듈 및 구동 모듈을 제어하는 방법이 개시된다. 상기 하모닉 감속기는, 상호간 회전 에너지를 전달 가능하도록 배치된 웨이브 제너레이터, 플렉스 스플라인 및 서큘러 스플라인; 및 상기 회전 에너지의 전달 방향에 따라 상기 웨이브 제너레이터, 플렉스 스플라인 및 서큘러 스플라인 중 적어도 하나의 회전을 허용하거나 고정하는 클러치를 포함 포함한다.

Description

역구동성이 향상된 하모닉 감속기, 그를 포함하는 구동 모듈 및 구동 모듈을 제어하는 방법{HARMONIC DRIVE HAVING IMPROVED BACK DRIVABILITUY, DRIVING MODULE COMPRISING THE HARMONIC DRIVE AND METHOD FOR CONTROLLING THE DRIVING MODULE}
본 발명은 하모닉 감속기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 간단한 제어를 통해 역구동성을 현저하게 향상시킬 수 있는 하모닉 감속기, 그를 포함하는 구동 모듈 및 구동 모듈을 제어하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 하모닉 감속기는 기본적으로 원통형의 서큘러 스플라인(CIRCULAR SPLINE), 컵 형태의 플렉스 스플라인(FLEX SPLINE) 및 웨이브 제너레이터(WAVE GENERATOR)로 구성되어 있다. 웨이브 제너레이터는 통상 타원 형상을 이루며 플렉스 스플라인의 내측에 설치된다. 웨이브 제너레이터가 장착된 플렉스 스플라인은 서큘러 스플라인의 내주면에 설치된다. 일반적으로 서큘러 스플라인 내주면과 플렉스 스플라인 외주면에는 치형이 가공되어 미끌림이 발생되지 않도록 구성된다.
이러한 하모닉 감속기는 소형, 경량이면서도 고감속비를 얻을 수 있고, 전달 토크의 용량이 크며, 백래시(backlash)가 작기 때문에 정밀한 감속비를 얻기 위한 여러 가지 장치, 예컨데 CNC 머신이나 로봇 관절 등의 구동 모듈에 널리 이용되고 있다.
그러나, 종래의 하모닉 감속기는 높은 감속비 때문에 역구동성이 떨어지는 단점을 감수해야 한다. 하모닉 감속기의 역구동성을 향상시키기 위해서는 감속비를 낮추고 모터-감속기 사이의 마찰력 및 입력단의 회전 관성을 줄여야 한다. 하지만, 감속비를 낮추게 되면 원하는 출력 토크를 얻기 위해서 모터 출력이 커져야 하는 문제가 있다. 또한 마찰력 및 회전 관성을 줄이는 데에는 한계가 있어 효용성이 떨어지는 문제가 있다.
이와 같이, 종래에는 하모닉 감속기를 구비한 구동 모듈의 역구동성을 향상하는데 큰 어려움이 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
이에 본 발명은 간단한 제어를 통해 역구동성을 현저하게 향상시킬 수 있는 하모닉 감속기, 그를 포함하는 구동 모듈 및 구동 모듈을 제어하는 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
상호간 회전 에너지를 전달 가능하도록 배치된 웨이브 제너레이터, 플렉스 스플라인 및 서큘러 스플라인; 및
상기 회전 에너지의 전달 방향에 따라 상기 웨이브 제너레이터, 플렉스 스플라인 및 서큘러 스플라인 중 적어도 하나의 회전을 허용하거나 고정하는 클러치를 포함하는 하모닉 감속기;
를 포함하는 역구동성이 향상된 하모닉 감속기를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 클러치는, 상기 서큘러 스플라인의 회전을 허용하거나 고정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 클러치는, 상기 서큘러 스플라인의 일면에 고정되고 상기 서큘러 스플라인의 외주를 따라 배치된 복수의 클로; 및 상기 회전 에너지의 전달 방향에 따라, 일 방향으로 이동하여 상기 복수의 클로 사이에 배치되어 상기 서큘러 스플라인을 고정하고 타 방향으로 이동하여 상기 클로로부터 이격됨으로써 상기 서큘러 스플라인의 회전을 가능하게 하는 플런저;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 웨이브 제너레이터는 구동 모듈의 모터의 회전축에 연결되며, 상기 모터의 회전 에너지를 상기 플렉스 스플라인을 통해 출력하는 경우 상기 클러치는 상기 서큘러 스플라인을 고정하고, 상기 플렉스 스플라인을 통해 회전 에너지가 입력되는 경우 상기 클러치는 상기 서큘러 스플라인의 회전을 허용할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,
상호간 회전 에너지를 전달 가능하도록 배치된 웨이브 제너레이터, 플렉스 스플라인 및 서큘러 스플라인 및 상기 회전 에너지의 전달 방향에 따라 상기 웨이브 제너레이터, 플렉스 스플라인 및 서큘러 스플라인 중 적어도 하나의 회전을 허용/단속하는 클러치를 포함하는 하모닉 감속기; 상기 웨이브 제너레이터에 연결된 회전축을 갖는 모터; 및 상기 하모닉 감속기와 상기 모터를 감싸도록 형성된 하우징;을 포함하는 구동 모듈을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 클러치는, 상기 서큘러 스플라인의 회전을 허용하거나 고정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 클러치는, 상기 서큘러 스플라인의 일면에 고정되고 상기 서큘러 스플라인의 외주를 따라 배치된 복수의 클로; 및 상기 회전 에너지의 전달 방향에 따라, 일 방향으로 이동하여 상기 복수의 클로 사이에 배치되어 상기 서큘러 스플라인을 고정하고 타 방향으로 이동하여 상기 클로로부터 이격됨으로써 상기 서큘러 스플라인의 회전을 가능하게 하는 플런저;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 하모닉 감속기는, 상기 모터의 회전 에너지를 상기 플렉스 스플라인을 통해 출력하는 경우 상기 클러치는 상기 서큘러 스플라인을 고정하고, 상기 플렉스 스플라인을 통해 회전 에너지가 입력되는 경우 상기 클러치는 상기 서큘러 스플라인의 회전을 허용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는 상기 하우징과 상기 서큘러 스플라인 사이에 배치된 베어링을 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서 본 발명은, 전술한 구동 모듈을 제어하는 방법을 제공한다. 구동 모듈 제어 방법은, 상기 구동 모듈에서의 회전력의 전달 방향을 검출하는 단계; 검출된 상기 회전력의 전달 방향이 감속 구동 방향인 경우, 상기 클러치를 구동하여 상기 서큘러 스플라인을 고정하는 단계; 및 검출된 상기 회전력의 전달 방향이 외부로부터 회전력을 입력 받는 감속 역구동 방향인 경우, 상기 클러치를 구동하여 상기 서큘러 스플라인의 회전을 허용하는 단계;를 포함한다.
상술한 바와 같은 과제 해결 수단을 갖는 하모닉 감속기, 그를 포함하는 구동 모듈 및 구동 모듈을 제어하는 방법에 따르면 하모닉 감속기가 설치된 구동 모듈의 역구동성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 하모닉 감속기, 그를 포함하는 구동 모듈 및 구동 모듈을 제어하는 방법에 따르면 구동 모듈의 모터 용량을 증가시키지 않고서도 구동 모듈의 역구동성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 하모닉 감속기, 그를 포함하는 구동 모듈 및 구동 모듈을 제어하는 방법에 따르면, 향상된 역구동성을 이용하여 구동 모듈의 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 하모닉 감속기, 그를 포함하는 구동 모듈 및 구동 모듈을 제어하는 방법에 따르면, 인간과 협응하는 기구에 구비되는 경우 내재적 안전(inherent safty)에 부합하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 역구동성이 향상된 하모닉 감속기 및 이를 구비한 구동 모듈을 도시한 절개 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 절개 사시도의 일부분을 더욱 확대 도시한 요부 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 역구동성이 향상된 하모닉 감속기 및 그를 포함하는 구동 모듈의 제어 방법을 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 역구동성이 향상된 하모닉 감속기, 그를 포함하는 구동 모듈 및 구동 모듈을 제어하는 방법을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 역구동성이 향상된 하모닉 감속기 및 이를 구비한 구동 모듈을 도시한 절개 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 역구동성이 향상된 하모닉 감속기(10)는 상호간 회전 에너지를 전달 가능하도록 배치된 웨이브 제너레이터(15), 플렉스 스플라인(13) 및 서큘러 스플라인(11)과, 회전 에너지의 전달 방향에 따라 웨이브 제너레이터(15), 플렉스 스플라인(13) 및 서큘러 스플라인(11) 중 적어도 하나의 회전을 허용하거나 고정하는 클러치(17)를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 구동 모듈(100)은, 상술한 하모닉 감속기(10)와 하모닉 감속기(10)의 웨이브 제너레이터(15)에 연결된 회전축을 갖는 모터(110) 및 하모닉 감속기(10)와 모터(110)를 감싸도록 형성된 하우징(130)을 포함할 수 있다.
이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일 실시형태에 따른 하모닉 감속기(10) 및 이를 포함하는 구동 모듈(100)은 구동 모터로부터 입력되는 회전 에너지를 외부로 출력하거나 외부에서 전달되는 회전 에너지를 구동 모터로 출력하는 두 가지의 회전 에너지 전달 방향 모두 감속기로서 작용하여 역구동성이 현저하게 향상될 수 있다.
하모닉 감속기(10)는 서큘러 스플라인(11), 플렉스 스플라인(13) 및 웨이브 제너레이터(15)를 포함할 수 있다.
웨이브 제너레이터(15)는 구동모터(50)에 의해 회전하는 입력축(40)에 끼워진 캠축과, 캠축에 끼워져 그와 함께 회전하면서 파동을 발생시키는 파동 베어링을 포함할 수 있다. 또한, 플렉스 스플라인(13)은 웨이브 제너레이터(15)의 파동 베어링의 외측에 끼워지는 컵 형태의 탄성체로서 그 일측의 치형부 내측에 파동 베어링이 위치하며 타측의 고정부에는 크로스 롤러 베어링이 고정될 수 있다. 또한, 서큘러 스플라인(11)은 플렉스 스플라인(13)의 치형부와 탄력적으로 부분 치합하는 치형부를 가지며 플렉스 스플라인(13)의 외측에 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 하모닉 감속기(10)는 회전 에너지의 전달 방향에 따라 웨이브 제너레이터(15), 플렉스 스플라인(13) 및 서큘러 스플라인(11) 중 적어도 하나의 회전을 허용하거나 고정하는 클러치(17)를 포함할 수 있다.
구동모터(110)는 회전축(111)이 고정 결합된 로터(113)와 로터(1131)의 외주에 인접 배치된 스테이터(115)를 포함하여 전기적 에너지를 회전하는 운동 에너지로 변환할 수 있다.
하모닉 감속기(10)와 구동 모터(110)는 그 외측을 감싸는 형태로 구현된 하우징(130)에 상호 적절한 위치로 고정 배치될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 절개 사시도의 일부분을 더욱 확대 도시한 요부 확대도이다. 특히, 도 2는 도 1의 A로 지시된 부분을 더욱 확대한 도면으로 클러치(17) 부분을 확대한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 클러치(17)는 서큘러 스플라인(11)의 일면에 고정되고 서큘러 스플라인(11)의 외주를 따라 배치된 복수의 클로(21) 및 회전 에너지의 전달 방향에 따라, 일 방향으로 이동하여 복수의 클로(21) 사이에 배치되어 서큘러 스플라인(11)을 고정하고 타 방향으로 이동하여 클로(21)로부터 이격됨으로써 서큘러 스플라인(11)의 회전을 가능하게 하는 플런저(23)를 포함할 수 있다.
상기 플런저(23)는 스프링(25)의 탄성에 의해 클로(21) 사이에 배치되는 상태를 유지하거나 클로(21)로부터 이격된 상태를 유지할 수 있다. 도 2에서는 스프링(23)이 플런저(23)과 클로(21) 사이에 배치됨으로써 외력이 작용하지 않는 상태에서 플런저(23)가 클로(21)로부터 이격된 상태를 유지하게 하는 일례가 도시된다.
또한, 도 2에 도시된 예에서, 플런저(23)는 그 상부에 배치된 와이어(W)에 의해 상하 위치가 결정될 수 있다. 예를 들어, 와이어(W)에 전류가 도통되는 경우 와이어(W)는 전류 흐름에 의해 발생하는 열로 인해 팽창하게 되고 그에 따라 와이어(W)가 상승하게 된다. 이에 따라 플런저(23)는 스프링(25) 탄성에 의해 상승하게 되고 클로(21)로부터 이격되어 클로(21)와 접착상태인 서큘러 스플라인(11)이 회전 가능한 상태가 된다.
반대로, 와이어(W)에 전류 흐름이 차단되면 와이어(W)는 상대적으로 수축하여 처지면서 플런저(23)를 하부방향으로 누르게 된다. 이에 따라 플런저(23)는 클로(21) 사이로 진입하게 되고 클로(21)와 접착상태인 서큘러 스플라인(11)이 고정된다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 역구동성이 향상된 하모닉 감속기를 포함하는 구동모듈은 역구동시 서큘러 스플라인(11)이 회전하는 요소이므로 하우징(130)과 서큘러 스플라인(11) 사이에는 베어링(150)이 배치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 역구동성이 향상된 하모닉 감속기 및 그를 포함하는 구동 모듈의 제어 방법을 도시한 도면이다.
초기에 모터(110)가 정지한 상태이고, 플런저(23)가 전진하여 클로(21) 사이에 배치됨으로써 서큘러 스플라인(11)이 고정된 상태일 수 있다(30). 이는 모터의 회전에 의한 회전력을 하모닉 감속기(10)의 웨이브 제너레이터(15)로 입력받고 이를 감속하여 플렉스 스플라인(13)으로 출력하는 감속 구동이 이루어지는 상태이다.
한편, 구동 모듈(100)에 설치된 역구동력 센서(63)를 통해 회전력의 전달 방향을 검출한 결과가 모터 제어부(40)로 전달되고, 모터 제어부(40)는 검출된 회전력의 전달 방향에 따라 모터(50)를 구동하고 클러치 제어부(60) 역시 검출된 회전력의 방향에 따라 플런저(23)의 위치를 결정하기 위한 와이어(W)에 전류 공급 여부를 결정할 수 있다.
예를 들어, 역구동력 센서(63)에 의해 검출된 회전력의 전달 방향이 모터의 회전력을 웨이브 제너레이터를 통해 입력 받고 플렉스 스플라인을 통해 출력하는 일반적인 감속 구동의 방향인 경우, 클러치 제어부(60)가 와이어(W)로 전류를 차단하여 와이어(W)를 수축시키고 그에 따라 플런저(23)가 전진하여 클로(21) 사이에 배치되게 함으로써 서큘러 스플라인(11)을 고정한다(73). 또한, 모터 제어부(40)는 모터(50)를 회전시켜 회전력을 웨이브 제너레이터(15)를 통해 플렉스 스플라인(13)으로 전달하여(83) 감속 구동이 이루어지게 한다(93).
이와 반대로, 역구동력 센서(63)에 의해 검출된 회전력의 전달 방향이 외부로부터 회전력을 입력 받는 감속 역구동 방향인 경우, 클러치 제어부(60)가 와이어(W)로 전류를 제공하여 와이어(W)를 팽창/상승시키고 그에 따라 플런저(23)가 후퇴하여 클로(21)로부터 이격되게 함으로써 서큘러 스플라인(11)의 회전을 가능하게 한다(71). 또한, 모터 제어부(40)는 모터(50) 회전 중단하고 서큘러 스플라인(11)의 회전이 모터에 전달되게 하여(81) 감속 역구동이 이루어지게 한다(91).
종래에 서큘러 스플라인(11)이 고정된 상태에서 역구동 시에는 서큘러 스플라인이 항시 고정되어 증속이 되는 상태이므로 ( 마찰토크 ) * ( 감속비 R) 의 역구동 토크가 요구되었다.
이에 반해 본 발명의 일 실시형태에 따른 하모닉 감속기와 이를 포함하는 구동 모듈은 서큘러 스플라인의 회전을 허용/차단하는 클러치를 설치하여 구동모듈이 모터 회전력을 출력할 때에는 서큘러 스플라인(11)의 회전을 차단한다. 또한, 역구동 시에는 서큘러 스플라인(11)을 회전 가능한 상태가 되게 클러치(17)를 제어하여 회전력이 모터측으로 입력되는 경우에도 증속이 아닌 감속으로 작동하게 하였다. 이와 같은 경우, 전술한 종래와 비교할 때 (마찰토크 ) * ( 감속비 R/(R+1)) 의 역구동 토크가 필요게 된다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 하모닉 감속기와 이를 포함하는 구동 모듈은 구동 시 또는 역구동 시 모두 감속으로 작동하여 종래 대비 역구동성이 크게 개선될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 하모닉 감속기와 이를 포함하는 구동 모듈은 구동 모듈의 모터 용량을 증가시키지 않고서도 구동 모듈의 역구동성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 하모닉 감속기와 이를 포함하는 구동 모듈은 향상된 역구동성을 이용하여 구동 모듈의 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 하모닉 감속기와 이를 포함하는 구동 모듈은 인간과 협응하는 기구에 구비되는 경우 내재적 안전(inherent safty)에 부합하는 장점이 있다.
본 발명은 특정한 실시형태에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10: 하모닉 감속기 11: 서큘러 스플라인
13: 플렉스 스플라인 15: 웨이브 제너레이터
17: 클러치 100: 구동 모듈
110: 구동 모터 111: 회전축
113: 로터 115: 스테이터
130: 하우징 150: 베어링
21: 클로 23: 플런저
25: 스프링 W: 와이어

Claims (12)

  1. 상호간 회전 에너지를 전달 가능하도록 배치된 웨이브 제너레이터, 플렉스 스플라인 및 서큘러 스플라인; 및
    상기 회전 에너지의 전달 방향에 따라 상기 웨이브 제너레이터, 플렉스 스플라인 및 서큘러 스플라인 중 적어도 하나의 회전을 허용하거나 고정하는 클러치;
    를 포함하는 역구동성이 향상된 하모닉 감속기.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 클러치는,
    상기 서큘러 스플라인의 회전을 허용하거나 고정하는 것을 특징으로 하는 역구동성이 향상된 하모닉 감속기.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 클러치는,
    상기 서큘러 스플라인의 일면에 고정되고 상기 서큘러 스플라인의 외주를 따라 배치된 복수의 클로; 및
    상기 회전 에너지의 전달 방향에 따라, 일 방향으로 이동하여 상기 복수의 클로 사이에 배치되어 상기 서큘러 스플라인을 고정하고 타 방향으로 이동하여 상기 클로로부터 이격됨으로써 상기 서큘러 스플라인의 회전을 가능하게 하는 플런저;를 포함하는 것을 특징으로 하는 역구동성이 향상된 하모닉 감속기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 웨이브 제너레이터는 구동 모듈의 모터의 회전축에 연결되며,
    상기 모터의 회전 에너지를 상기 플렉스 스플라인을 통해 출력하는 경우 상기 클러치는 상기 서큘러 스플라인을 고정하고,
    상기 플렉스 스플라인을 통해 회전 에너지가 입력되는 경우 상기 클러치는 상기 서큘러 스플라인의 회전을 허용하는 것을 특징으로 하는 역구동성이 향상된 하모닉 감속기.
  5. 상호간 회전 에너지를 전달 가능하도록 배치된 웨이브 제너레이터, 플렉스 스플라인 및 서큘러 스플라인 및 상기 회전 에너지의 전달 방향에 따라 상기 웨이브 제너레이터, 플렉스 스플라인 및 서큘러 스플라인 중 적어도 하나의 회전을 허용/단속하는 클러치를 포함하는 하모닉 감속기;
    상기 웨이브 제너레이터에 연결된 회전축을 갖는 모터; 및
    상기 하모닉 감속기와 상기 모터를 감싸도록 형성된 하우징;
    을 포함하는 구동 모듈.
  6. 제5항에 있어서, 상기 클러치는,
    상기 서큘러 스플라인의 회전을 허용하거나 고정하는 것을 특징으로 하는 구동 모듈.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 클러치는,
    상기 서큘러 스플라인의 일면에 고정되고 상기 서큘러 스플라인의 외주를 따라 배치된 복수의 클로; 및
    상기 회전 에너지의 전달 방향에 따라, 일 방향으로 이동하여 상기 복수의 클로 사이에 배치되어 상기 서큘러 스플라인을 고정하고 타 방향으로 이동하여 상기 클로로부터 이격됨으로써 상기 서큘러 스플라인의 회전을 가능하게 하는 플런저를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 모듈.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 모터의 회전 에너지를 상기 플렉스 스플라인을 통해 출력하는 경우 상기 클러치는 상기 서큘러 스플라인을 고정하고,
    상기 플렉스 스플라인을 통해 회전 에너지가 입력되는 경우 상기 클러치는 상기 서큘러 스플라인의 회전을 허용하는 것을 특징으로 하는 구동 모듈.
  9. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 하우징과 상기 서큘러 스플라인 사이에 배치된 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 모듈.
  10. 상호간 회전 에너지를 전달 가능하도록 배치된 웨이브 제너레이터, 플렉스 스플라인 및 서큘러 스플라인 및 상기 회전 에너지의 전달 방향에 따라 상기 웨이브 제너레이터, 플렉스 스플라인 및 서큘러 스플라인 중 적어도 하나의 회전을 허용/단속하는 클러치를 포함하는 하모닉 감속기와, 상기 웨이브 제너레이터에 연결된 회전축을 갖는 모터 및 상기 하모닉 감속기와 상기 모터를 감싸도록 형성된 하우징을 포함하는 구동 모듈의 제어 방법에 있어서,
    상기 구동 모듈에서의 회전력의 전달 방향을 검출하는 단계;
    검출된 상기 회전력의 전달 방향이 감속 구동 방향인 경우, 상기 클러치를 구동하여 상기 서큘러 스플라인을 고정하는 단계; 및
    검출된 상기 회전력의 전달 방향이 외부로부터 회전력을 입력 받는 감속 역구동 방향인 경우, 상기 클러치를 구동하여 상기 서큘러 스플라인의 회전을 허용하는 단계;
    를 포함하는 하모닉 감속기를 포함하는 구동 모듈의 제어 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 클러치는, 상기 서큘러 스플라인의 일면에 고정되고 상기 서큘러 스플라인의 외주를 따라 배치된 복수의 클로 및 상기 회전 에너지의 전달 방향에 따라, 일 방향으로 이동하여 상기 복수의 클로 사이에 배치되어 상기 서큘러 스플라인을 고정하고 타 방향으로 이동하여 상기 클로로부터 이격됨으로써 상기 서큘러 스플라인의 회전을 가능하게 하는 플런저를 포함하며,
    상기 서큘러 스플라인을 고정하는 단계는, 상기 플런저를 전진시켜 상기 클로 사이에 배치되게 함으로써 상기 서큘러 스플라인을 고정하는 단계인 것을 특징으로 하는 하모닉 감속기를 포함하는 구동 모듈의 제어 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 클러치는, 상기 서큘러 스플라인의 일면에 고정되고 상기 서큘러 스플라인의 외주를 따라 배치된 복수의 클로 및 상기 회전 에너지의 전달 방향에 따라, 일 방향으로 이동하여 상기 복수의 클로 사이에 배치되어 상기 서큘러 스플라인을 고정하고 타 방향으로 이동하여 상기 클로로부터 이격됨으로써 상기 서큘러 스플라인의 회전을 가능하게 하는 플런저를 포함하며,
    상기 서큘러 스플라인의 회전을 허용하는 단계는, 상기 플런저를 후퇴시켜 상기 클로로부터 이격시킴으로써 상기 서큘러 스플라인의 회전을 가능하게 하는 단계인 것을 특징으로 하는 하모닉 감속기를 포함하는 구동 모듈의 제어 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105165262B (zh) * 2015-08-18 2017-07-11 常州格力博有限公司 带自行走功能的园林工具动力系统
GB201716311D0 (en) * 2017-10-05 2017-11-22 Freeflow Tech Limited Apparatus and Method
EP4296542A1 (en) 2022-06-20 2023-12-27 Goodrich Actuation Systems SAS Strain wave gearing

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6258007B1 (en) * 1999-05-27 2001-07-10 Teijin Seiki Boston, Inc Multi-sensor harmonic drive actuator arrangement assembly
JP2001112215A (ja) * 1999-10-05 2001-04-20 Yaskawa Electric Corp 減速機一体型アクチュエータ
JP2003222204A (ja) 2002-01-31 2003-08-08 Ntn Corp 動力伝達装置
JP4205389B2 (ja) 2002-09-06 2009-01-07 勝治 庄司 セルフロック機能を有する減速装置
JP4531408B2 (ja) 2004-01-19 2010-08-25 住友重機械工業株式会社 多段減速機
JP4279158B2 (ja) 2004-01-19 2009-06-17 住友重機械工業株式会社 モータ一体型の多段減速機
US7306535B2 (en) * 2004-06-29 2007-12-11 Delphi Technologies, Inc. Vehicle steering device and method
JP4787753B2 (ja) * 2004-07-02 2011-10-05 本田技研工業株式会社 減速機付き駆動装置
JP2007040517A (ja) 2005-07-07 2007-02-15 Yaskawa Electric Corp 調和減速機およびその製造方法
JP4864582B2 (ja) 2006-07-27 2012-02-01 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ トルク自動切替装置
KR100990246B1 (ko) 2008-08-06 2010-10-29 유순기 자결 기능을 갖는 감속장치
US9309921B2 (en) 2011-07-29 2016-04-12 Harmonic Drive Systems Inc. Internally-toothed gear unit with composite roller bearing, and wave gear device
TWM451311U (zh) 2012-09-26 2013-04-21 Harmonic Innovation Technology Co Ltd 具有離合功能的諧波減速器
JP2014083939A (ja) * 2012-10-23 2014-05-12 Honda Motor Co Ltd ロック装置
KR101664534B1 (ko) 2013-12-03 2016-10-10 현대자동차주식회사 하모닉 감속기

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