KR20190022175A - 액츄에이터 유닛 및 액츄에이터 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액츄에이터 유닛 및 액츄에이터 유닛을 포함하는 액츄에이터 모듈에 관한 것으로서, 기계적 연결, 및 전기적 연결이 동시에 달성되며 액츄에이터 유닛을 구성하는 유닛 사이의 전기적 연결을 위해 전선이 필요하지 않은 액츄에이터 유닛 및 액츄에이터 모듈에 관한 것이다.

Description

액츄에이터 유닛 및 액츄에이터 모듈{ACTUATOR UNIT AND ACTUATOR MODULE}
본 발명은 액츄에이터 유닛 및 액츄에이터 유닛을 포함하는 액츄에이터 모듈에 관한 것으로서, 기계적 연결, 및 전기적 연결이 동시에 달성되며 액츄에이터 유닛을 구성하는 유닛 사이의 전기적 연결을 위해 전선이 필요하지 않은 액츄에이터 유닛 및 액츄에이터 모듈에 관한 것이다.
로봇의 회전 관절의 경우, 소정의 축을 중심으로 하여 복수의 부재가 상대 회전하게 된다. 이때, 부재 사이의 전기적 연결을 할 경우, 부재 사이에 전기 신호를 교환하도록 하는 전기 배선이 필요하게 된다. 이러한 전기 배선은 부재 사이의 회전 거리를 고려하여 긴 길이를 가질 필요가 있다. 이는 로봇의 미관을 해칠 수 있으며, 때로는 배선의 꼬임으로 인한 전기 접속 불량 사고로 이어질 수도 있다.
따라서, 기계적 연결 외에 전기적 연결을 동시에 달성하며 전기 배선이 필요하지 않은 관절을 구현할 수 있는 액츄에이터 모듈이 필요하다.
등록특허 10-1740704
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 기계적 연결, 및 전기적 연결이 동시에 달성되어 관절 구조에서 전선의 꼬임이 방지되는 액츄에이터 유닛 및 액츄에이터 모듈을 제공하는 데 있다.
아울러, 액츄에이터 유닛을 브라켓에 의해서 서로 연결함으로써, 다관절 구조를 갖는 액츄에이터 모듈을 제공하는 데 다른 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 액츄에이터 유닛은, 소정의 구동축을 중심으로 서로 상대 회전하는 제1 유닛과 제2 유닛을 포함하는 액츄에이터 유닛으로서, 상기 제1 유닛은, 상기 제2 유닛을 향해 돌출되는 하나 이상의 통전 핀을 포함하며, 상기 제2 유닛은, 소정의 직경을 갖는 원환 형태를 가지며 상기 구동축을 중심으로 하여 배치되는 하나 이상의 통전 트랙을 포함하고, 상기 통전 핀은 상기 통전 트랙과 접촉하여, 상기 제1 유닛과 상기 제2 유닛이 기계적 연결 및 전기적 연결이 동시에 가능하게 구성된다.
바람직하게는, 상기 통전 핀은 복수 개 구비되되, 상기 구동축에 대해서 측 방향으로 각각 소정 거리만큼 이격되게 배열되고, 상기 통전 트랙은 복수 개 구비되되, 상기 복수의 통전 트랙은 각각 상이한 직경을 갖고 상기 구동축을 중심으로 하여 동심으로 배열되며, 상기 각각의 통전 트랙과 상기 각각의 통전 핀은 서로 접촉하여 전기적으로 연결되는 배열을 갖는다.
바람직하게는, 상기 통전 핀은, 소정의 깊이를 갖는 홈이 형성된 하부 핀, 상기 하부 핀의 홈 내에 투입되는 스프링, 및 상기 스프링 상에 배치되는 상부 핀을 포함하는 포고 핀으로 구성된다.
바람직하게는, 상기 제1 유닛은 제1 바디를 포함하며, 상기 제1 바디는 상기 제2 유닛과 면하는 위치에 형성된 복수 개의 노출 홀을 포함하며, 상기 제1 바디 내에는 상기 통전 핀과 전기적으로 연결되는 제1 PCB 가 배치되고, 상기 통전 핀의 하단은 상기 제1 PCB 에 연결되며 상기 노출 홀을 통해 돌출된다.
바람직하게는, 상기 제2 유닛은, 상기 구동축의 일 측이 끼워져 회전하는 제2 바디, 및 상기 제2 바디와 상기 제1 유닛 사이에 위치하되 상기 제2 바디에 고정되는 제2 PCB 를 포함하며, 상기 통전 트랙은 상기 제2 PCB 에 구비된다.
바람직하게는, 상기 구동축은 상기 제1 유닛을 양 방향으로 관통하게 구성되며, 상기 제2 유닛은 상기 구동축의 일 단에 연결되고, 상기 제1 유닛은, 상기 구동축의 타 단과 연결되는 회전판을 포함한다.
바람직하게는, 상기 제2 유닛과 상기 회전판은, 상기 제1 유닛을 중심으로 하여 대칭되는 형상을 갖는다.
본 발명에 따른 액츄에이터 모듈은, 액츄에이터 유닛을 포함하는 액츄에이터 모듈로서, 제1 브라켓과 제2 브라켓을 포함하는 브라켓;을 더 포함하며, 상기 제1 유닛은 제1 연결 수단을 갖고, 상기 제2 유닛은 제2 연결 수단을 가지며, 제1 브라켓은, 제1 패널과 제2 패널을 갖되, 상기 제1 패널과 제2 패널은 상기 제2 연결 수단에 연결 가능한 제3 연결 수단을 갖고, 제2 브라켓은 제3 패널과 제4 패널을 갖되, 상기 제3 패널은 상기 제2 연결 수단 및 상기 제3 연결 수단과 연결 가능한 제4 연결 수단을 갖고, 상기 제4 패널은 상기 제1 연결 수단에 연결 가능한 제5 연결 수단을 갖는다.
바람직하게는, 상기 제1 브라켓은, 상기 제1 패널의 양 측에 상기 제2 패널이 상기 제1 패널과 각을 가지며 연장되게 구성되며, 상기 제2 브라켓은, 상기 제3 패널의 양 측에 상기 제4 패널이 상기 제3 패널과 각을 가지며 연장되게 구성된다.
본 발명에 따른 액츄에이터 유닛은, 구동축을 통한 기계적인 연결 외에, 통전 핀과 통전 트랙을 통한 전기적 연결 구조를 가짐으로써, 기계적 연결과 전기적 연결이 동시에 가능하다. 또한, 전기적 연결을 위한 배선이 필요치 않게 된다. 따라서, 배선을 갖는 관절 구조에 비해서 전선의 꼬임 및 그로 인한 문제 발생이 방지될 수 있다. 특히, 이러한 효과는 복수 개의 관절이 직렬적으로 연결된 구조의 경우에 특히 더욱 유리하다.
아울러, 액츄에이터 유닛 간의 연결을 수행하는 브라켓이 마련됨에 따라서, 복수 개의 액츄에이터 유닛을 다양한 연결 구조를 갖도록 연결할 수 있고, 따라서 다중 관절 구조를 다양하게 구현할 수 있다.
도 1 및 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터 유닛의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터 유닛의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터 유닛의 통전 핀의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터 유닛의 제2 PCB 의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터 유닛의 제1 유닛과 제2 유닛 간의 연결 구조를 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터 유닛의 제1 유닛의 통전 핀과 제2 유닛의 통전 트랙 간의 연결 구조를 나타낸 도면이다.
도 8 의 (a), (b) 는 본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터 모듈의 제1 브라켓과 제2 브라켓을 각각 나타낸 도면이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터 모듈의 액츄에이터 유닛과 브라켓 간의 연결 구조를 나타낸 도면이다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터 모듈의 각 액츄에이터 유닛 간의 연결 구조를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예는 제한적인 것으로 의도된 것이 아니다.
도 1, 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터 유닛(1)의 구조를 각각 다른 방향에서 나타낸 도면이고, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터 유닛(1)의 내부 구조를 나타낸 도면이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터 유닛(1)의 통전 핀(144)의 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 액츄에이터 유닛(1)은, 제1 유닛(100), 제2 유닛(200)을 포함하여 구성될 수 있다.
제1 유닛(100)은 제1 바디(110), 상기 제1 바디(110) 내에 탑재되는 동력 장치(120), 상기 동력 장치(120)에 연결되어 회전할 수 있는 구동축(130), 전기적 신호를 전달하는 신호 전달부(140), 및 상기 구동축(130)과 연결되어 회전할 수 있는 회전판(150)을 포함하여 구성될 수 있다. 이에 따라서, 제1 유닛(100)은 구동축(130) 및 구동축(130)을 회전시키는 동력 장치(120)가 탑재된 소정의 동력부 유닛으로 구성될 수 있다.
제1 바디(110)는 예컨대 플라스틱과 같은 합성 수지 등의 재질로 구성된 박스 형태의 부재이다. 바람직하게는 제1 바디(110)는 전체적으로 직육면체 형태의 외관을 가질 수 있다.
제1 바디(110)는 동력 장치(120)가 탑재될 수 있도록 하는 공간(112)을 내부에 가지며, 상기 공간(112)을 적어도 일 방향으로 관통하는 관통 홀(114)을 갖는다. 또한, 제1 바디(110)에는 후술하는 신호 전달부(140)의 통전 핀(144)이 노출될 수 있도록 하는 노출 홀(116)이 형성될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 노출 홀(116)은 바디의 일 측면에 형성되되 관통 홀(114)이 관통되는 방향과 나란한 방향으로 관통되게 형성될 수 있다. 또한 노출 홀(116)은 서로 소정의 간격을 가지며 복수 개 형성될 수 있다. 예컨대, 도 2 에 도시된 바와 같이 관통 홀(114)에 인접한 순서대로 제1 노출 홀(116a), 제2 노출 홀(116b), 및 제3 노출 홀(116c)이 순차적으로 형성될 수 있다. 아울러, 제1 바디(110)의 적어도 일 측에는 후술하는 제2 브라켓(320)이 연결될 수 있는 제1 연결 수단(118)이 형성될 수 있다. 제1 연결 수단(118)은 예컨대 소정의 끼움 홀, 또는 나사 홀로 구성될 수 있고, 다른 형태도 가능하다.
동력 장치(120)는 회전력을 발생시키는 장치이다. 동력 장치(120)는 예컨대 모터(122), 및 상기 모터(122)와 연결된 기어(124)를 포함하여 구성될 수 있다. 동력 장치(120)는 외부의 전기 신호를 받아 동작할 수 있다.
구동축(130)은 상기 제1 바디(110)의 관통 홀(114) 내에 배치되며 관통 홀(114)을 관통하여 적어도 일 방향으로 돌출된다. 구동축(130)은 동력 장치(120)에 의해서 동력을 전달받아 회전할 수 있다. 예컨대, 구동축(130)은 길이 방향 중심에 외경 방향으로 돌출된 기어를 가지며, 상기 기어를 통해 동력 장치(120)의 회전력을 전달받을 수 있다. 물론, 이에 반드시 한정하는 것은 아니며, 구동축(130)이 동력 장치(120)의 일부를 구성하는 것도 가능하다. 아울러, 구동축(130)이 제1 바디(110)의 양 측이 아닌 일 측 방향으로 돌출되는 형태 또한 가능하다.
신호 전달부(140)는 제1 PCB(142) 및 통전 핀(144)을 포함하여 구성될 수 있다. 제1 PCB(142) 는 제1 바디(110) 내부에 탑재되며, 전기 신호를 수신하거나 발생시킬 수 있다. 통전 핀(144)은 제1 PCB(142) 상에 연결되되 상기 설명한 노출 홀(116)을 통해서 외부로 노출될 수 있다. 즉, 통전 핀(144)은 하단이 제1 PCB(142) 에 연결되며, 상단이 노출 홀(116)을 통해서 제1 바디(110)의 외부로 돌출될 수 있다. 통전 핀(144)은 복수 개 구비될 수 있으며, 각각의 통전 핀(144)은 각각의 노출 홀(116)을 통해 노출될 수 있다. 예컨대, 통전 핀(144)은 제1 통전 핀(144a), 제2 통전 핀(144b), 및 제3 통전 핀(144c)을 포함할 수 있다.
통전 핀(144)은 예컨대 하부가 제1 PCB(142) 에 연결되며 상부에는 소정의 깊이를 갖는 홈이 형성된 하부 핀(145)과, 상기 하부 핀(145)의 홈 내에 투입되는 스프링(147) 및 스프링(147) 상에 투입되는 상부 핀(146)을 포함하는 포고 핀 형태의 구성을 가질 수 있다.
회전판(150)은 상기 구동축(130)의 일 단에 연결되어 구동축(130)의 회전에 의해서 회전하는 부재이다. 회전판(150)은 신호 전달부(140)가 배치된 측의 반대측에 위치할 수 있다. 회전판(150)은 전체적으로 원판 형태의 회전 바디(152)를 가질 수 있으나 이에 반드시 한정하는 것은 아니다. 회전 바디(152)의 내측면 중심에는 구동축(130)의 일 단이 끼워질 수 있는 소정의 끼움 홈이 형성될 수 있다. 회전판(150)에는 후술하는 브라켓이 연결될 수 있는 소정의 제2 연결 수단(154)이 마련될 수 있으며, 제2 연결 수단(154)은 예컨대 소정의 끼움 홀, 또는 나사 홀로 구성될 수 있다. 한편, 앞서 설명한 바와 같이, 구동축(130)이 제1 바디(110)의 일 측으로 돌출되며 상기 구동축(130)에 제2 유닛(200)이 연결되는 경우에는 회전판(150)이 생략될 수 있다. 또한, 구동축(130)이 제1 바디(110)의 양 측에 돌출된 경우에도 제2 유닛(200)이 구동축(130)의 양 단에 연결되며 회전판(150)이 생략되는 실시 형태도 가능하다.
제2 유닛(200)은 제1 유닛(100)의 구동축(130)에 연결되어 회전하는 부재이다.
제2 유닛(200)은 제1 유닛(100)의 구동축(130)의 적어도 일 단부에 연결되어 구동축(130)과 함께 회전할 수 있다. 제2 유닛(200)은 전체적으로 원판 형태를 가질 수 있고, 이에 한정하지 않는다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1 유닛(100)의 구동축(130)의 일 단에 회전판(150)이 연결된 경우, 제2 유닛(200)은 상기 회전판(150)과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 이에 따라서, 제2 유닛(200)과 회전판(150)이 각각 구동축(130)의 양 단에 각각 연결되면 구동축(130)을 중심으로 양 측의 제2 유닛(200)과 회전판(150)은 대칭되는 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 반드시 한정하는 것은 아니며, 제2 유닛(200)이 구동축(130)의 양 단부에 각각 대칭되게 연결되는 실시 형태도 가능하다.
제2 유닛(200)은 제2 바디(210), 및 제2 PCB(220) 를 포함하여 구성될 수 있다.
제2 바디(210)는 구동축(130)에 연결되어 회전하는 부재이다. 제2 바디(210)는 예컨대 끼움면부(212), 및 끼움면부(212)의 외측 둘레를 둘러싸는 둘레면부(214)를 가질 수 있다. 끼움면부(212)는 예컨대 원판 형상을 가질 수 있고, 이에 한정하지 않는다. 끼움면부(212)의 내측면 중심부에는 구동축(130)의 일 단이 끼워질 수 있는 끼움 홈(216)이 형성될 수 있다. 아울러, 끼움면부(212)에는 후술하는 브라켓이 연결될 수 있는 소정의 제3 연결 수단(218)이 마련될 수 있으며, 제3 연결 수단(218)은 예컨대 소정의 끼움 홀, 또는 나사 홀로 구성될 수 있다. 바람직하게는 제2 바디(210)에 형성된 제3 연결 수단(218)과 상기 회전판(150)에 형성된 제2 연결 수단(154)은 서로 동일한 구조를 가질 수 있다. 둘레면부(214)는 소정의 폭을 가지며 끼움면부(212)의 외측 둘레를 둘러싸게 구성될 수 있다. 따라서, 제2 바디(210)의 내측에는 소정의 끼움 공간이 형성될 수 있다. 상기 끼움 공간의 형태는 예컨대 원형으로 구성될 수 있다.
제2 PCB(220) 는 기판부(222), 및 통전 트랙(226)을 포함한다.
기판부(222)는 중심에 구동축(130)이 관통될 수 있는 중심 홀(224)을 갖는 소정의 PCB 로 구성될 수 있다. 기판부(222)는 제2 바디(210)의 끼움 공간 내에 끼워질 수 있는 외형을 가질 수 있다. 예컨대, 기판부(222)는 제2 바디(210)의 끼움 공간의 형상에 대응하여 원판 형태를 가질 수 있다. 그러나 이에 반드시 한정하는 것은 아니며 소정의 끼움 수단이 마련될 수도 있다.
기판부(222)의 중심에 형성된 중심 홀(224)은 구동축(130)의 직경보다 큰 직경을 가져서, 기판부(222)는 구동축(130)과 소정 거리를 갖고 이격될 수 있다. 다만 이에 반드시 한정하는 것은 아니며 중심 홀(224)에 구동축(130)이 끼워지는 형태도 가능하다.
통전 트랙(226)은 상기 기판부(222)의 일 면에 구비될 수 있다. 구체적으로, 기판부(222)가 제2 바디(210)에 결합되고 제2 유닛(200)이 제1 유닛(100)의 구동축(130)에 결합되면, 통전 트랙(226)이 통전 핀(144)과 접할 수 있도록, 통전 트랙(226)은 기판부(222)의 일 면 상에 배치된다.
통전 트랙(226)은 구동축(130)의 회전 중심축을 중심으로 하며 소정의 반경을 갖는 원환 형태로 구성되며, 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 통전 트랙(226)은 각각 상이한 반경을 갖고 서로 소정의 이격거리를 가지며 동심으로 배열된다. 예컨대, 도 5 에 도시된 바와 같이 순차적으로 큰 반경(M1, M2, M3)을 갖는 제1 통전 트랙(226a), 제2 통전 트랙(226b), 및 제3 통전 트랙(226c)이 마련될 수 있다. 한편, 도 5 에서는 각각의 통전 트랙(226)이 완전한 원환 형태가 아닌 C 자 형태를 갖게 도시되었으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
이하에서는 도 6 및 도 7 을 참조하여 제1 유닛(100)과 제2 유닛(200)의 결합 관계에 대해서 설명한다. 도 6 은 제1 유닛(100)과 제2 유닛(200)이 서로 결합되었을 때의 구조를 도식화한 도면이며, 도 7 은 도 6 의 A 의 통전 핀(144)과 통전 트랙(226) 사이의 접촉을 나타낸 도면이다.
제2 유닛(200)은 제1 유닛(100)의 구동축(130)에 연결되어 회전할 수 있다. 이때 제1 유닛(100)과 제2 유닛(200) 사이의 연결은, 제2 유닛(200)의 제2 바디(210)의 끼움 홈(216) 내에 제1 유닛(100)의 구동축(130)의 일 단이 삽입되어 끼워지는 형태로 이루어질 수 있다.
제2 유닛(200)이 제1 유닛(100)에 연결되면 제2 유닛(200)의 제2 PCB(220) 에 구비된 통전 트랙(226)은 제1 유닛(100)의 통전 핀(144)과 면하여 접한다. 이때, 각각의 통전 핀(144)은 각각의 통전 트랙(226)에 1:1 로 접할 수 있다. 즉, 도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 제1 통전 핀(144)은 제1 통전 트랙(226)과 접하여 신호를 교환할 수 있으며, 제2 통전 핀(144), 제3 통전 핀(144) 또한 제2 통전 트랙(226) 및 제3 통전 트랙(226)과 각각 접하여 신호를 교환한다. 이를 위해서, 각각의 통전 핀(144)의 반경, 즉 구동축(130)의 중심과 통전 핀(144) 사이의 이격거리는, 각각의 통전 트랙(226)의 반경, 즉 구동축(130)의 중심과 통전 트랙(226) 사이의 이격거리인 M1, M2, M3 와 대응될 수 있다. 이러한 구성을 가짐에 따라서, 제1 유닛(100)과 제2 유닛(200)이 구동축(130)을 중심으로 서로 회전할 경우에도 제1 통전 핀(144)은 제1 통전 트랙(226)과 접한 상태를 유지하며, 이는 제2 통전 핀(144)과 제2 통전 트랙(226), 및 제3 통전 핀(144)과 제3 통전 트랙(226) 사이에도 마찬가지이다.
도 8 의 (a), (b) 는 본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터 모듈의 제1 브라켓(310)과 제2 브라켓(320)을 각각 나타낸 도면이며, 도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터 모듈의 액츄에이터 유닛(1)과 브라켓 간의 연결 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 액츄에이터 유닛(1)은 복수 개 구비되며, 복수 개의 액츄에이터 유닛(1)을 서로 연결하는 브라켓에 의해서 연결되어 액츄에이터 모듈을 구성할 수 있다.
브라켓은 각각의 액츄에이터 유닛(1)을 서로 연결하는 부재이다.
브라켓은 예컨대, 제1 브라켓(310)과 제2 브라켓(320)을 포함할 수 있다.
제1 브라켓(310)은 소정의 폭과 너비를 갖는 사각형의 제1 패널(312), 및 제1 패널(312)의 좌우에서 제1 패널(312)과 각을 갖고 서로 평행하게 연장되는 2 개의 제2 패널(316)을 포함할 수 있다. 따라서, 제1 브라켓(310)은 전체적으로 ㄷ 자형 형상을 가질 수 있다.
제1 패널(312)은 제2 바디(210), 회전판(150), 또는 후술하는 제2 브라켓(320)과 연결될 수 있도록 하는 소정의 제4 연결 수단(314)을 가질 수 있다. 제4 연결 수단(314)은 예컨대 소정의 연결 홀일 수 있다.
제2 패널(316) 또한 제2 바디(210), 또는 회전판(150)과 연결될 수 있는 소정의 제5 연결 수단(318)을 가질 수 있다. 이러한 제5 연결 수단(318)은 예컨대 소정의 연결 홀일 수 있다.
제1 패널(312)의 양 측에 마련된 제2 패널(316) 사이의 간격은 액츄에이터 유닛(1)의 제2 유닛(200)의 외측면과 제1 유닛(100)의 회전판(150)의 외측면 사이의 거리에 대응될 수 있다. 이에 따라서, 제1 브라켓(310)의 제2 패널(316)은 제2 유닛(200)과 회전판(150)에 각각 연결될 수 있다. 이러한 결합 형태는 도 9 에 도시된 바와 같다. 따라서, 제1 브라켓(310)은 제2 유닛(200)의 회전에 따라서 구동축(130)을 중심으로 회전할 수 있다.
제2 브라켓(320)은 소정의 폭과 너비를 갖는 사각형의 제3 패널(322), 및 제3 패널(322)의 좌우에서 제3 패널(322)과 각을 갖고 서로 평행하게 연장되는 2 개의 제4 패널(326)을 포함할 수 있다. 따라서, 제2 브라켓(320)은 전체적으로 ㄷ 자형 형상을 가질 수 있다.
제3 패널(322)은 제2 바디(210), 회전판(150), 또는 제1 브라켓(310)과 연결될 수 있도록 하는 소정의 제6 연결 수단(324)을 가질 수 있다. 이러한 제6 연결 수단(324)은 예컨대 소정의 연결 홀일 수 있다.
제4 패널(326)은 제1 유닛(100)의 바디에 형성된 제1 연결 수단(118)과 연결될 수 있는 제7 연결 수단(328)을 가질 수 있다. 이러한 제7 연결 수단(328)은 예컨대 소정의 연결 홀일 수 있다.
제3 패널(322)의 제4 패널(326) 사이의 간격은 제1 유닛(100)의 제1 바디(110)의 폭, 또는 두께에 대응될 수 있다. 이에 따라서, 제2 브라켓(320)의 제4 패널(326)은 제1 유닛(100)에 연결될 수 있다. 이러한 결합 형태는 도 9 에 도시된 바와 같다.
한편, 도 9 에는 도시되지 아니하였으나, 각각의 연결 수단을 서로 연결하도록 하기 위해서, 소정의 끼움 돌기, 또는 연결 나사 등이 마련될 수도 있다.
도 10 는 본 발명의 액츄에이터 유닛(1) 간의 연결 구조를 나타낸 도면이다.
액츄에이터 유닛(1)은 상기 브라켓을 이용하여 다양하게 연결되어 다중 관절 구조를 달성할 수 있다. 예컨대, 도 9 의 (a) 와 같이, 제1 브라켓(310)이 일 액츄에이터 유닛(1)의 회전판(150)과 제2 유닛(200)에 연결되며, 상기 제1 브라켓(310)의 제1 패널(312)에 제2 브라켓(320)의 제3 패널(322)이 연결되고, 제2 브라켓(320)의 제4 패널(326)에 액츄에이터 유닛(1)의 제1 유닛(100)의 제1 바디(110)가 연결되는 연결 구조가 달성될 수 있다. 이와 같은 연결 구조가 직렬적으로 추가되면 도 10 의 (b) 와 같은 연결 구조가 달성될 수도 있다.
이 외에도, 도 10 의 (c) 와 같은 연결 구조를 달성할 수도 있다. 도 10 의 (c) 에서는, 도 10 의 (a), (b) 와 같은 연결 구조에 더하여, 일 액츄에이터 유닛(1)의 일 회전판(150), 또는 제2 유닛(200)에 제2 브라켓(320)의 제3 패널(322)이 연결된다. 이어서, 상기 제2 브라켓(320)에 일 액츄에이터 유닛(1)의 제1 유닛(100)의 제1 바디(110)가 연결되는 연결 구조를 갖는다.
이와 같이, 연결 수단을 갖는 제1 브라켓(310)과 제2 브라켓(320)이 마련됨으로써, 복수 개의 액츄에이터 유닛(1)을 다양한 연결 구조를 갖도록 연결할 수 있고, 따라서 다중 관절 구조를 다양하게 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 액츄에이터 유닛(1) 및 액츄에이터 유닛(1)을 포함한 관절 구조에서는, 물리적인 연결 외에 전기적인 연결이 동시에 달성될 수 있다. 즉, 구동부 유닛은 구동축(130)의 외측에 배치된 통전 핀(144)을 갖고, 제2 유닛(200)은 통전 핀(144)의 배열에 대응한 배열을 갖되 구동축(130)을 중심으로 동심으로 배치되는 통전 트랙(226)을 가지며, 구동축(130)을 중심으로 제2 유닛(200)이 회전하게 구성된다. 따라서, 제2 유닛(200)이 구동축(130)을 중심으로 회전하는 물리적 연결 구조에 더하여, 통전 핀(144)과 통전 트랙(226)을 통한 전기적 연결이 동시에 달성될 수 있다. 또한, 이러한 통전 핀(144)과 통전 트랙(226)을 통한 전기적 연결 구조를 가짐으로써, 제1 유닛(100)과 제2 유닛(200) 사이를 연결할 때, 전기적 연결을 위한 배선이 필요치 않게 된다. 따라서, 배선을 갖는 관절 구조에 비해서 전선의 꼬임 및 그로 인한 문제 발생이 방지될 수 있다. 특히, 이러한 효과는 복수 개의 관절이 직렬적으로 연결된 구조의 경우에 특히 더욱 유리하다. 아울러, 통전 핀(144)은 스프링(147)이 구비된 포고 핀 구조를 가짐에 따라서 신뢰성있는 전기적 연결이 달성될 수 있다.
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
1: 액츄에이터 유닛
100: 제1 유닛
110: 제1 바디
112: 공간
114: 관통 홀
116: 노출 홀
118: 제1 연결 수단
120: 동력 장치
122: 구동 모터
124: 기어
130: 구동축
140: 신호 전달부
142: 제1 PCB
144: 통전 핀
145: 하부 핀
146: 상부 핀
147: 스프링
150: 회전판
152: 회전 바디
154: 제2 연결 수단
200: 제2 유닛
210: 제2 바디
212: 전면부
214: 둘레면부
216: 끼움 홈
218: 제3 연결 수단
220: 제2 PCB
222: 기판부
224: 중심 홀
226: 통전 트랙
310: 제1 브라켓
312: 제1 패널
314: 제4 연결 수단
316: 제2 패널
318: 제5 연결 수단
320: 제2 브라켓
322: 제3 패널
324: 제6 연결 수단
326: 제4 패널
328: 제7 연결 수단

Claims (9)

  1. 소정의 구동축을 중심으로 서로 상대 회전하는 제1 유닛과 제2 유닛을 포함하는 액츄에이터 유닛에 있어서,
    상기 제1 유닛은, 상기 제2 유닛을 향해 돌출되는 하나 이상의 통전 핀을 포함하며,
    상기 제2 유닛은, 소정의 직경을 갖는 원환 형태를 가지며 상기 구동축을 중심으로 하여 배치되는 하나 이상의 통전 트랙을 포함하고,
    상기 통전 핀은 상기 통전 트랙과 접촉하여,
    상기 제1 유닛과 상기 제2 유닛이 기계적 연결 및 전기적 연결이 동시에 가능한 액츄에이터 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통전 핀은 복수 개 구비되되,
    상기 구동축에 대해서 측 방향으로 각각 소정 거리만큼 이격되게 배열되고,
    상기 통전 트랙은 복수 개 구비되되,
    상기 복수의 통전 트랙은 각각 상이한 직경을 갖고 상기 구동축을 중심으로 하여 동심으로 배열되며,
    상기 각각의 통전 트랙과 상기 각각의 통전 핀은 서로 접촉하여 전기적으로 연결되는 배열을 갖는 액츄에이터 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 통전 핀은,
    소정의 깊이를 갖는 홈이 형성된 하부 핀,
    상기 하부 핀의 홈 내에 투입되는 스프링, 및
    상기 스프링 상에 배치되는 상부 핀을 포함하는 포고 핀으로 구성되는 액츄에이터 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유닛은 제1 바디를 포함하며,
    상기 제1 바디는 상기 제2 유닛과 면하는 위치에 형성된 복수 개의 노출 홀을 포함하며,
    상기 제1 바디 내에는 상기 통전 핀과 전기적으로 연결되는 제1 PCB 가 배치되고,
    상기 통전 핀의 하단은 상기 제1 PCB 에 연결되며 상기 노출 홀을 통해 돌출되는 기계적 연결 및 전기적 연결이 동시에 가능한 액츄에이터 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 유닛은,
    상기 구동축의 일 측이 끼워져 회전하는 제2 바디, 및
    상기 제2 바디와 상기 제1 유닛 사이에 위치하되 상기 제2 바디에 고정되는 제2 PCB 를 포함하며,
    상기 통전 트랙은 상기 제2 PCB 에 구비되는 기계적 연결 및 전기적 연결이 동시에 가능한 액츄에이터 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구동축은 상기 제1 유닛을 양 방향으로 관통하게 구성되며,
    상기 제2 유닛은 상기 구동축의 일 단에 연결되고,
    상기 제1 유닛은, 상기 구동축의 타 단과 연결되는 회전판을 포함하는 기계적 연결 및 전기적 연결이 동시에 가능한 액츄에이터 유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 유닛과 상기 회전판은,
    상기 제1 유닛을 중심으로 하여 대칭되는 형상을 갖는 기계적 연결 및 전기적 연결이 동시에 가능한 액츄에이터 유닛.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 액츄에이터 유닛을 포함하는 액츄에이터 모듈에 있어서,
    제1 브라켓과 제2 브라켓을 포함하는 브라켓;을 더 포함하며,
    상기 제1 유닛은 제1 연결 수단을 갖고,
    상기 제2 유닛은 제2 연결 수단을 가지며,
    제1 브라켓은, 제1 패널과 제2 패널을 갖되, 상기 제1 패널과 제2 패널은 상기 제2 연결 수단에 연결 가능한 제3 연결 수단을 갖고,
    제2 브라켓은 제3 패널과 제4 패널을 갖되, 상기 제3 패널은 상기 제2 연결 수단 및 상기 제3 연결 수단과 연결 가능한 제4 연결 수단을 갖고,
    상기 제4 패널은 상기 제1 연결 수단에 연결 가능한 제5 연결 수단을 갖는 기계적 및 전기적 연결이 가능한 액츄에이터 유닛 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 브라켓은,
    상기 제1 패널의 양 측에 상기 제2 패널이 상기 제1 패널과 각을 가지며 연장되게 구성되며,
    상기 제2 브라켓은,
    상기 제3 패널의 양 측에 상기 제4 패널이 상기 제3 패널과 각을 가지며 연장되게 구성되는 기계적 및 전기적 연결이 가능한 액츄에이터 유닛 모듈.
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