KR20190083812A - 저코깅 및 저토크 리플용 편심 방식의 링 마그네트 적용 구조의 로봇용 모터 로터 - Google Patents

저코깅 및 저토크 리플용 편심 방식의 링 마그네트 적용 구조의 로봇용 모터 로터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저코깅 및 저토크 리플용 편심 방식의 링 마그네트 적용 구조의 로봇용 모터 로터에 관한 것이고, 구체적으로 로봇의 관절을 위한 BLDC(Brushless Direct Motor) 모터에 적용되는 저코깅 및 저토크 리플용 편심 방식의 링 마그네트 적용 구조의 로봇용 모터 로터에 관한 것이다. 저코깅 및 저토크 리플용 편심 방식의 링 마그네트 적용 구조의 로봇용 모터 로터는 일정한 높이를 가지는 환형 띠 형상의 로터 코어(11); 및 로터 코어(11)의 둘레 면에 결합되면서 연속적으로 서로 다른 자극 단위(12_1 내지 12_N 및 13_1 내지 13_N)가 배치된 링 형상의 1, 2 자극 단위 그룹을 포함하고, 상기 1, 2 자극 단위 그룹의 각각의 자극 단위(12_1 내지 12_N 및 13_1 내지 13_N)의 적어도 일부가 일체형이 된다.

Description

저코깅 및 저토크 리플용 편심 방식의 링 마그네트 적용 구조의 로봇용 모터 로터{A Ring Magnet Applied Type of a Rotor of a Motor for a Robot with a Eccentric Type of a Structure Having a Lower Cogging and a Lower Torque Ripple}
본 발명은 저코깅 및 저토크 리플용 편심 방식의 링 마그네트 적용 구조의 로봇용 모터 로터에 관한 것이고, 구체적으로 로봇의 관절을 위한 BLDC(Brushless Direct Motor) 모터에 적용되는 저코깅 및 저토크 리플용 편심 방식의 링 마그네트 적용 구조의 로봇용 모터 로터에 관한 것이다.
로봇의 관절의 비롯한 다양한 부분은 모터에 의하여 작동이 될 수 있고, 직류 모터 또는 이와 유사한 모터가 사용될 수 있지만 소음 또는 내구성 면에서 장점을 가지는 BLDC(Brushless Direct Motor)가 주로 사용된다. BLDC 모터는 영구 자석으로 이루어진 회전자 또는 로터와 로터의 주위에 배치되면서 권선 형태의 전자석을 형성하는 고정자 폴로 형성되고, 전류의 공급에 의하여 권선 내부에서 로터가 회전하면서 기계적 에너지가 생성된다. 이와 같은 구조로 이루어진 BLDC 모터는 높은 효율, 작은 소음 발생 및 긴 수명을 가지면서 소형으로 만들어질 수 있다는 장점을 가지므로 무게 또는 공간 제약을 가지는 다양한 기계에 적용되고 있다.
특허등록번호 제10-1301261호는 매니퓰레이터를 구성하는 로봇관절에 사용될 수 있는 중공형 관절을 구현하기 위한 중공형 BLDC 모터에 대하여 개시한다. 또한 특허공개번호 제10-2013-0090126호는 BLDC 모터 내부에 하나의 센싱 코일을 장착하여 회전하는 로터의 위치를 직접 측정함으로써 고가의 홀센서 및 복잡한 센서회로를 요구하지 않는 BLDC 모터의 구동 장치에 대하여 개시한다.
로봇의 관절 또는 이와 유사한 부위의 작동을 위하여 BLDC 모터를 적용하기 위하여 역기전력으로 인하여 발생되는 코깅 현상을 감소시키면서 이와 동시에 토크 리플을 감소시킬 필요가 있다. 그러나 선행기술은 이와 같은 작동 특성을 가지도록 하는 모터 구조에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술 1: 특허등록번호 제10-1301261호(순천대학교 산학협력단, 2013년09월10일 공고) 중공형 모터 및 그를 이용한 로봇 관절 구조 선행기술 2: 특허공개번호 제10-2013-0090126호(한국전자통신연구원, 2013년08월13일 공개) BLDC 모터의 구동 장치
본 발명의 목적은 원형 다중 자극 단위가 배치되어 BLDC 모터의 저코깅 및 저토크 리플 구조로 구동이 되는 것에 의하여 로봇 모터에 적용 가능한 저코깅 및 저토크 리플용 편심 방식의 링 마그네트 적용 구조의 로봇용 모터 로터 및 이를 가진 BLDC 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 저코깅 및 저토크 리플용 편심 방식의 링 마그네트 적용 구조의 로봇용 모터 로터는 일정한 높이를 가지는 환형 띠 형상의 로터 코어; 및 로터 코어의 둘레 면에 결합되면서 연속적으로 서로 다른 자극 단위가 배치된 링 형상의 1, 2 자극 단위 그룹을 포함하고, 상기 1, 2 자극 단위 그룹의 각각의 자극 단위의 적어도 일부가 일체형이 된다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 서로 다른 자극 단위의 각각은 둘레 방향을 따라 중심 부분을 기준으로 양쪽 방향으로 서로 다른 두께를 가진다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, BDLC(Brushless Direct Current) 모터에 있어서, 다수 개의 서로 다른 자극 단위가 둘레 방향을 따라 연속적으로 배치된 링 형상의 모터 로터; 모터 로터의 둘레 면에 배치되고, 서로 다른 자극 단위에 대응되는 서로 분리되는 다수 개의 권선으로 이루어진 고정자; 및 각각의 권선이 서로 분리되도록 고정자에 결합되는 절연 유닛을 포함하고, 다수 개의 권선의 적어도 일부는 하나의 띠 형상의 고정 프레임에 고정된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 모터 로터는 로터 코어 및 로터 코어가 결합되는 자극 단위 그룹으로 이루어진다.
본 발명에 따른 모터 로터는 드럼 형상으로 다수 개의 자극 단위가 연속적으로 배치되어 코깅 수준이 낮아지면서 이와 동시에 인가 전류에 대한 토크 리플을 감소시킬 수 있다. 이와 같은 구조로 인하여 고효율의 BLDC 모터가 소형으로 제조되는 것이 가능하면서 모터의 제조비용이 감소되도록 한다. 본 발명에 따른 모터는 초저가로 제조될 수 있고, 경량 및 소형으로 만들어지면서 고출력 밀도 특성을 가지는 것에 의하여 초저가 중소 제조 로봇에 적용될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 저코깅 및 저토크 리플용 편심 방식의 링 마그네트 적용 구조의 로봇용 모터 로터의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 모터 로터가 적용된 BLDC 모터의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 모터가 적용된 구동 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 모터가 적용된 제조 공정에 적용되는 관절 로봇의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 저코깅 및 저토크 리플용 편심 방식의 링 마그네트 적용 구조의 로봇용 모터 로터의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1a를 참조하면, 저코깅 및 저토크 리플용 편심 방식의 링 마그네트 적용 구조의 로봇용 모터 로터(10)는 일정한 높이를 가지는 환형 띠 형상의 로터 코어(11); 및 로터 코어(11)의 둘레 면에 결합되면서 연속적으로 서로 다른 자극 단위(12_1 내지 12_N 및 13_1 내지 13_N)가 배치된 링 형상의 1, 2 자극 단위 그룹을 포함하고, 상기 1, 2 자극 단위 그룹의 각각의 자극 단위(12_1 내지 12_N 및 13_1 내지 13_N)의 적어도 일부가 일체형이 된다.
모터는 BLDC(Brushless Direct Current)가 될 수 있고, 로봇의 구동 제어에 적용될 수 있다. 모터 로터(10)는 모터의 회전자가 될 수 있고, 중심 부분에 배치되어 중공 형상이 될 수 있고, 감속기와 연결될 수 있다. 그리고 모터 로터(10)의 둘레 면에 고정자가 배치될 수 있고, 고정자에 배치된 권선에 전류가 인가되면 모터 로터(10)가 회전될 수 있다. 또한 홀 센서가 배치되어 모터 로터(10)의 위치가 탐지될 수 있다. 그리고 모터 로터(10)는 로터 코어(11)와 자극 단위 그룹으로 이루어질 수 있다.
로터 코어(11)는 일정한 높이를 가지는 환형 띠 형상이 될 수 있고, 예를 들어 링 형상이 될 수 있다. 로터 코어(11)는 자성을 가지지 않는 알루미늄, 알루미나, 황동, 스테인리스 스틸 또는 이들의 합금으로 만들어지거나, 경성 합성수지 또는 규소와 같은 무기 소재로 만들어질 수 있지만 이에 제한되지 않고, 자성을 가지지 않으면서 강성을 가지는 다양한 소재로 만들어질 수 있다. 로터 코어(11)는 둘레 면을 따라 일정한 높이를 가진 링 형상 또는 띠 형상이 될 수 있다. 또한 로터 코어(11)는 둘레 면을 따라 균일한 두께를 가진 중공 형상이 될 수 있고, 외부 둘레 면에 신축성 코팅 층이 형성될 수 있다. 예를 들어 신축성 코팅 층은 실리콘, 폴리우레탄 또는 이와 유사한 합성수지 소재가 될 수 있다.
자극 단위 그룹은 다수 개의 서로 다른 자극 단위를 포함할 수 있고, 예를 들어 다수 개의 N극(12_1 내지 12_N)으로 이루어진 1 자극 단위 그룹 및 다수 개의 S극(13_1 내지 13_N)으로 이루어진 2 자극 단위 그룹으로 이루어질 수 있다. 그리고 서로 다른 자극 단위(12_1 내지 12_N 및 13_1 내지 13_N)는 교대로 연속적으로 또는 N극과 S극이 반복되도록 연속적으로 배치될 수 있다. 예를 들어 10 내지 30개의 자극, 바람직하게 15 내지 25개의 자극, 가장 바람직하게 20개의 자극이 연속적으로 배치될 수 있다.
본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 각각의 자극 단위(12_1 내지 12_N 및 13_1 내지 13_N)의 적어도 일부가 일체형이 되고, 바람직하게 1, 2 자극 단위 그룹이 일체형으로 만들어질 수 있다. 일체형은 하나의 구조로 만들어지는 것을 말하고, 예를 들어 20개의 자극의 링 형상의 자성체에 서로 다른 자극이 인접하도록 연속적으로 형성되는 것을 말한다. 자성체는 알루미늄-니켈-코발트; 바륨-페라이트; 스트론튬-페라이트; 희토류; 크롬 또는 이와 유사한 소재로 만들어질 수 있고, 소결 또는 주조 방식으로 교대 연속 자극 단위가 만들어질 수 있다. 구체적으로 자성체 소재가 로터 코어(11)의 외부 면에 결합될 수 있는 지름을 가지도록 베이스 링으로 만들어질 수 있다. 그리고 베이스 링의 둘레 면을 따라 다극 자화 방식(magnetization)으로 연속적으로 1 자극 단위(12_1 내지 12_N)와 2 자극 단위(13_1 내지 13_N)가 교대로 형성될 수 있다. 다극 자화는 다수 개의 서로 다른 방향으로 감긴 자화 코일이 베이스 링의 주위에 배치되고, 각각의 자화 코일에 전류를 인가하는 방식으로 이루어질 수 있다. 링 베이스는 단일 구조가 되거나, 다수 개의 서브 링 베이스가 서로 연결된 구조가 될 수 있다. 다극 자화가 된 링 베이스는 1, 2 자극 단위 그룹을 형성할 수 있고, 로터 코어(11)의 외부 둘레 면에 조립 방식으로 결합될 수 있다. 대안으로 로터 코어(11)에 링 베이스가 조립 방식으로 결합이 된 이후 미리 결정된 영역이 미리 결정된 자극을 가지도록 자화가 될 수 있다. 이와 같이 하나의 링 베이스 또는 다수 개의 서브 링 베이스에 다수 개의 자극을 연속적으로 형성하고, 다수 개의 자극이 형성된 링 베이스를 로터 코어(11)의 둘레 면에 결합시키는 것에 의하여 모터 로터(10)의 작업 공정이 간단해지도록 한다. 각각의 자극 단위(12_1 내지 13_N)는 동일 또는 유사한 구조로 가질 수 있고, 예를 들어 두께를 가지면서 내부 면과 외부 면이 곡면이 되는 안장 형상이 될 수 있다. 그리고 서로 다른 자극 단위(12_1 내지 13_N)가 교대로 인접하여 연속적으로 배치되는 것에 의하여 로터 코어(11)의 외부 둘레 면을 감싸는 링 형태의 마그넷 구조의 1, 2 자극 단위 그룹이 형성되면서 모터 로터(10)가 만들어질 수 있다. 1, 2 자극 단위 그룹과 로터 코어(11) 사이에 신축성 코팅 층이 형성될 수 있고, 신축성 코팅 층은 접착 기능을 가질 수 있다. 예를 들어 로터 코어(11)의 외부 둘레 면에 예를 들어 10 내지 100 ㎛의 두께로 균일하게 합성수지 소재의 신축성 코팅 층이 형성될 수 있다. 그리고 자화가 되거나 또는 자화가 되지 않은 베이스 링이 억지끼움 방식으로 로터 코어(11)가 결합이 될 수 있다. 이후 초음파 또는 열이 인가되어 베이스 링과 로터 코어(11)가 신축성 코팅 층에 의하여 견고하게 결합되어 모터 로터(10)로 만들어질 수 있다. 신축성 코팅 층은 열경화성 수지 또는 이와 유사하게 열 변성에 견고한 소재로 만들어질 수 있고, 이와 같은 소재에 의하여 모터의 작동 과정에서 모터 로터(10)의 변형이 방지되도록 한다. 대안으로 로터 코어(11)의 외부 둘레 면과 링 베이스의 내부 둘레 면에 회전 방지 구조가 만들어질 수 있다. 예를 들어 회전 방지 구조는 홈과 돌기의 결합 구조로 만들어질 수 있지만 이에 제한되지 않고 상대적인 회전이 방지될 수 있는 다양한 구조로 만들어질 수 있다.
서로 다른 자극 단위(12_1 내지 13_N)가 링 베이스의 둘레 면을 따라 연속적으로 배치되는 것에 의하여 코깅 및 토크 리플이 감소될 수 있다. 추가적으로 코깅 및 토크 리플은 각각의 자극 단위(12_1 내지 13_N)의 자기장을 조절하는 것에 의하여 감소될 수 있다. 구체적으로 각각의 자극 단위(12_1 내지 13_N)의 둘레 방향으로 중간 부분을 기준으로 양쪽으로 두께가 작아지는 구조로 만들어지는 것에 의하여 코킹 또는 토크 리플이 감소될 수 있다. 이와 같은 자극 단위(12_1 내지 13_N)는 편심 구조가 될 수 있다.
아래에서 구체적으로 설명된다.
도 1b를 참조하면, 서로 다른 자극 단위(12_1 내지 12_N 및 13_1 내지 13_N)의 각각은 둘레 방향을 따라 중심 부분을 기준으로 양쪽 방향으로 서로 다른 두께를 가질 수 있다.
1, 2 자극 단위 그룹의 형성을 위한 베이스 링은 고정 베이스 부재와 자극 형성 유닛으로 이루어질 수 있고, 고정 베이스 부재는 상대적으로 얇은 두께를 가지면서 일정한 높이를 가지는 링 형상이 될 수 있다. 그리고 자화에 의하여 자극 단위(12_1 내지 13_N)가 되는 자극 형성 유닛이 형성될 수 있다. 구체적으로 자극 형성 유닛의 안쪽 면은 고정 베이스 부재의 외부 둘레 면에 대응되는 형상을 가질 수 있고, 자극 형성 유닛의 바깥쪽 면은 둘레 방향을 따라 중간 부분을 기준으로 두께가 점차로 얇아지는 대칭 구조가 될 수 있다. 그리고 전체적으로 바깥쪽 면은 곡면 형상이 될 수 있고, 서로 인접하는 자극 형성 유닛은 서로 마주보는 가장자리 면이 접촉되는 구조로 연결될 수 있다. 이에 의하여 로터 코어(11)의 외부 둘레 면에 연속적으로 서로 다른 자극 단위(12_1 내지 13_K)가 배치될 수 있다.
고정 베이스 부재와 자극 형성 유닛은 단조 공정, 프레스 공정, 절삭 공정 또는 이와 유사한 공정을 통하여 일체형으로 만들어질 수 있다. 또한 이와 같이 형성된 1, 2 자극 단위 그룹은 도 1a에서 설명된 것과 동일 또는 유사한 방법으로 로터 코어(11)에 결합될 수 있다.
편심 구조의 자극 단위(12_1 내지 13_N)는 다양한 방식으로 만들어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
아래에서 본 발명에 따른 모터 로터가 적용된 BLDC 모터에 대하여 설명된다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 모터 로터가 적용된 BLDC 모터의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, BLDC 모터는 다수 개의 서로 다른 자극 단위가 둘레 방향을 따라 연속적으로 배치된 링 형상의 모터 로터(10); 모터 로터(10)의 둘레 면에 배치되고, 서로 다른 자극 단위에 대응되는 서로 분리되는 다수 개의 권선(211)으로 이루어진 고정자(21); 및 각각의 권선(211)이 서로 분리되도록 고정자(21)에 결합되는 절연 유닛(23)을 포함하고, 다수 개의 권선(211)의 적어도 일부는 하나의 띠 형상의 고정 프레임(212)에 고정된다.
모터는 제조 공정의 자동화를 위한 조립 로봇에 적용될 수 있지만 이에 제한되지 않고 다양한 용도를 가지는 로봇의 관절 또는 다른 부위에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 모터는 로봇의 경량화, 고출력밀도 및 박막 구조가 가능하도록 하면서 20개 이상의 다극 구조를 가진 중공 구조가 될 수 있다.
모터 로터(10)는 도 1a 및 도 1b에서 제시된 모터 로터와 동일 또는 유사한 구조가 될 수 있고, 중공 링 형상이 될 수 있다. 모터 로터(10)는 중공 드럼 형상의 고정자(21)의 내부에 배치될 수 있다. 고정자(21)는 모터 로터(10)의 자극이 형성된 부분에 대응되는 위치에 형성된 권선 자극을 포함할 수 있고, 서로 다른 권선 자극은 동일 또는 유사한 형상으로 만들어질 수 있다. 그리고 고정자(21)의 한쪽 부분에 절연 유닛(23)이 결합되어 각각의 권선 자극이 서로 분리되어 절연 상태가 유지되도록 한다.
도 2b는 도 2a의 조립도를 도시한 것으로 모터 로터(10), 고정자(21) 및 절연 유닛(23)은 모터 케이싱(24)의 내부에 배치될 수 있다. 모터 케이싱(24)은 고정자(21) 및 모터 로터(10)가 고정될 수 있는 적절한 내부 구조를 가질 수 있고, 모터 로터(10)에 예를 들어 감속기와 같은 것이 연결될 수 있다. 도 2b의 아래쪽을 참조하면, 동일 또는 유사한 형상을 가지는 권선(211)이 띠 형상을 가지는 고정 프레임(212)에 결합되어 고정될 수 있다. 고정자(21)의 제조 과정에서 고정 프레임(212)은 선형 띠 형상으로 만들어질 수 있고, 신축성을 가진 절연 소재로 만들어질 수 있다. 고정 프레임(212)은 안쪽 면에 일정 간격으로 다수 개의 권선 코어가 형성되고, 권선 코어는 육면체 또는 실린더 형상이 될 수 있다. 그리고 고정 프레임(212) 및 권선 코어의 한쪽 끝에 고정 편(213a, 213b)이 결합되고, 고정 편(213a, 213b)은 절연 유닛(23)에 형성된 삽입 홀에 결합될 수 있는 구조로 만들어질 수 있다. 권선 코어는 예를 들어 20개 또는 그 이상이 될 수 있고, 선형으로 배열된 상태에서 권선이 될 수 있다. 고정 프레임(212), 권선 코어 및 고정 편(213a, 213b)은 일체로 형성될 수 있고, 고정 프레임(212)은 서로 다른 권선 코어를 결합시키는 다양한 형상으로 만들어질 수 있다.
다수 개의 권선 코어에 대하여 동시에 권선이 이루어질 수 있고, 권선이 된 다수 개의 권선 코어는 링 형상으로 만들어지고, 절연 유닛(23)이 결합되어 각각의 권선 자극을 정해진 위치에 고정시킬 수 있다. 예를 들어 권선 코어의 자유로운 끝 부분에 형성된 사각 판 형상의 2 고정 편(213b)이 환형 띠 형상의 절연 유닛(23)에 형성된 삽입 홀에 결합되는 것에 의하여 권선 자극이 서로 분리되어 고정될 수 있다. 그리고 모터 로터(10)가 고정자(21)의 내부에 배치되고, 고정자(21)가 모터 케이싱(24)의 내부에 고정되는 것에 의하여 BLDC 모터가 만들어질 수 있다. 다수 개의 홀 센서가 고정자(21) 또는 다른 적절한 위치에 배치되어 모터 로터(10)의 위치가 탐지될 수 있고, 모터에 예를 들어 감속기와 같은 작동 조절 수단이 결합될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 모터가 적용된 구동 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 구동 모듈은 구동 하우징(31)의 내부에 배치되는 감속 유닛; 감속 유닛에 연결되는 모터(20); 브레이크(32); 모터(20)의 작동 상태를 탐지하는 엔코더(33); 및 홀 센서와 연결되어 로터의 위치를 탐지하는 위치 탐지 유닛(34)을 포함할 수 있다. 구동 하우징(31)은 내부에 수용 공간이 형성된 실린더 형상이 될 수 있고, 한쪽 부분에 로봇의 다른 부분과 연결된 연결 유닛이 결합될 수 있다. 연결 유닛은 구동 하우징(31)의 내부에 배치된 감속기와 연결되고, 감속기는 모터(20)의 중공축과 연결될 수 있다. 모터(20)의 작동은 브레이크(32)에 의하여 제한될 수 있고, 필요에 따라 엔코더(33)의 내부에 작동 신호의 처리를 위한 프로세서가 배치될 수 있다. 또한 위치 탐지 유닛(34)은 모터(20)의 구동을 위한 드라이버를 포함할 수 있다. 엔코더(33)와 위치 탐지 유닛(34)이 원형 기판 형태로 만들어져 구동 하우징(31)의 내부에 배치된 모터(20)의 작동을 제어하도록 구동 하우징(31)의 한쪽 면에 결합될 수 있다. 이와 같은 구조로 인하여 구동 모듈이 소형으로 만들어지면서 저가로 제조될 수 있도록 한다. 또한 이와 같이 만들어진 구동 모듈은 하드웨어의 변경이 없이 로봇의 다양한 위치의 관절에 배치될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 모터가 적용된 제조 공정에 적용되는 관절 로봇의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 구동 모듈(42)은 조립 로봇의 서로 다른 작동 부재(41)를 연결하여 조립 로봇의 작동을 제어할 수 있다. 작동 부재(41)의 서로 다른 관절은 동일 또는 유사한 물리적 구조를 가지는 구동 모듈(42)로 형성될 수 있고, 각각의 구동 모듈(42)의 작동의 제어 플랫폼(45)에 의하여 조절될 수 있다. 제어 플랫폼(45)은 구동 설정 패널(44)과 연결될 수 있고, 제어 플랫폼(45)의 작동에 따른 작동이 모니터링 유닛(43)에 표시될 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 모터에 의하여 제조된 구동 모듈은 다양한 형태의 로봇 관절에 적용되어 설계 및 조작이 용이하도록 한다.
본 발명에 따른 모터 로터는 드럼 형상으로 다수 개의 자극 단위가 연속적으로 배치되어 코깅 수준이 낮아지면서 이와 동시에 인가 전류에 대한 토크 리플을 감소시킬 수 있다. 이와 같은 구조로 인하여 고효율의 BLDC 모터가 소형으로 제조되는 것이 가능하면서 모터의 제조비용이 감소되도록 한다. 본 발명에 따른 모터는 초저가로 제조될 수 있고, 경량 및 소형으로 만들어지면서 고출력 밀도 특성을 가지는 것에 의하여 초저가 중소 제조 로봇에 적용될 수 있다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10: 모터 로터 11: 로터 코어
12_1 내지 12_N 및 13_1 내지 13_N: 자극 단위
20: 모터 21: 고정자
23: 절연 유닛 24: 모터 케이싱
31: 구동 하우징 32: 브레이크
33: 엔코더 34: 위치 탐지 유닛
41: 작동 부재 42: 구동 모듈
43: 모니터링 유닛 44: 구동 설정 패널
45: 제어 플랫폼 211: 권선
212: 고정 프레임 213a, 213b: 1, 2 고정 편

Claims (4)

  1. BLDC(Brushless Direct Current) 모터를 위한 모터 로터에 있어서,
    일정한 높이를 가지는 환형 띠 형상의 로터 코어(11); 및
    로터 코어(11)의 둘레 면에 결합되면서 연속적으로 서로 다른 자극 단위(12_1 내지 12_N 및 13_1 내지 13_N)가 배치된 링 형상의 1, 2 자극 단위 그룹을 포함하고,
    상기 1, 2 자극 단위 그룹의 각각의 자극 단위(12_1 내지 12_N 및 13_1 내지 13_N)의 적어도 일부가 일체형이 되는 것을 특징으로 하는 모터 로터.
  2. 청구항 1에 있어서, 서로 다른 자극 단위(12_1 내지 12_N 및 13_1 내지 13_N)의 각각은 둘레 방향을 따라 중심 부분을 기준으로 양쪽 방향으로 서로 다른 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 모터 로터.
  3. BDLC(Brushless Direct Current) 모터에 있어서,
    다수 개의 서로 다른 자극 단위가 둘레 방향을 따라 연속적으로 배치된 링 형상의 모터 로터(10);
    모터 로터(10)의 둘레 면에 배치되고, 서로 다른 자극 단위에 대응되는 서로 분리되는 다수 개의 권선(211)으로 이루어진 고정자(21); 및
    각각의 권선(211)이 서로 분리되도록 고정자(21)에 결합되는 절연 유닛(23)을 포함하고,
    다수 개의 권선(211)의 적어도 일부는 하나의 띠 형상의 고정 프레임(212)에 고정되는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터.
  4. 청구항 3에 있어서, 모터 로터(10)는 로터 코어(11) 및 로터 코어(11)가 결합되는 자극 단위 그룹으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터.
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