KR20190129323A

KR20190129323A - 로봇 암 어셈블리

Info

Publication number: KR20190129323A
Application number: KR1020180053793A
Authority: KR
Inventors: 김인혁
Original assignee: 네이버랩스 주식회사
Priority date: 2018-05-10
Filing date: 2018-05-10
Publication date: 2019-11-20

Abstract

본 발명은 로봇 암 어셈블리를 개시한다. 본 발명은 제1 프레임과, 상기 제1 프레임과 회전 가능하게 연결되는 제2 프레임과, 상기 제1 프레임에 배치되는 구동부와, 일단이 상기 구동부에 고정되며, 타단이 상기 제1 프레임에 고정되고, 상기 구동부의 작동에 따라 상기 구동부에 권취되거나 상기 구동부로부터 권출되는 와이어와, 상기 제1 프레임 또는 상기 제2 프레임 중 하나에 연결되며, 상기 와이어가 적어도 한 번 이상 권취되며, 상기 제1 프레임과 연결되는 메인풀리부와, 상기 제2 프레임에 배치되며, 상기 메인풀리부로부터 권출된 상기 와이어가 권취되어 상기 와이어의 방향을 상기 메인풀리부로 절곡시키는 절곡풀리부를 포함한다.

Description

로봇 암 어셈블리{Robot arm assembly}

본 발명은 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로봇 암 어셈블리에 관한 것이다.

로봇 암 어셈블리는 끝단에 작업을 수행하는 장치가 설치되어 다양한 방향으로 전환이 가능하다. 이때, 로봇 암 어셈블리는 복수개의 프레임과 복수개의 관절을 포함할 수 있다. 이때, 복수개의 프레임 사이에는 관절이 배치되어 복수개의 프레임 중 적어도 하나를 다양한 방향으로 움직일 수 있다. 이러한 경우 관절에는 프레임 사이에 배치되어 프레임 중 적어도 하나를 운동시키는 모터 및 모터에 연결된 감속기 등을 포함할 수 있다.

이때, 모터를 사용하는 경우 프레임 내부에 다양한 전선, 신호 전달을 위한 별도의 케이블 등을 설치하기 위하여 공간이 필요할 수 있다. 또한, 모터 및 감속기 등이 관절에 배치되는 경우 로봇 암 어셈블리 전체의 중량이 커질 수 있다. 이러한 경우 로봇 암 어셈블리 자체의 중량으로 인하여 로봇 암 어셈블리의 작동 시 로봇 암 어셈블리의 끝단과 외부의 물체가 충돌하는 경우 외부의 물체에 과도한 힘을 발생시킬 수 있다.

종래의 외팔보 형태의 로봇 암 어셈블리는 관절마다 모터 등을 구비함으로써 로봇 암 어셈블리의 끝단에서 큰 운동에너지가 발생하여 외부와 충돌 시 외부에 큰 충격을 가할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 와이어를 사용하여 구동 가능한 로봇 암 어셈블리를 제공하고자 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 측면은, 제1 프레임과, 상기 제1 프레임과 회전 가능하게 연결되는 제2 프레임과, 상기 제1 프레임에 배치되는 구동부와, 일단이 상기 구동부에 고정되며, 타단이 상기 제1 프레임에 고정되고, 상기 구동부의 작동에 따라 상기 구동부에 권취되거나 상기 구동부로부터 권출되는 와이어와, 상기 제1 프레임 또는 상기 제2 프레임 중 하나에 연결되며, 상기 와이어가 적어도 한 번 이상 권취되며, 상기 제1 프레임과 연결되는 메인풀리부와, 상기 제2 프레임에 배치되며, 상기 메인풀리부로부터 권출된 상기 와이어가 권취되어 상기 와이어의 방향을 상기 메인풀리부로 절곡시키는 절곡풀리부를 포함하는 로봇 암 어셈블리를 제공할 수 있다.

또한, 상기 와이어는, 일단이 상기 구동부에 고정되며, 타단이 상기 제1 프레임에 고정되어 상기 구동부의 작동 시 상기 제2 프레임을 제1 방향으로 운동시키는 제1 와이어와, 일단이 상기 구동부에 고정되며, 타단이 상기 제1 프레임에 고정되어 상기 구동부의 작동 시 상기 제2 프레임을 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 운동시키는 제2 와이어를 포함할 수 있다.

또한, 상기 메인풀리부는, 상기 제1 와이어가 적어도 한번 이상 권취되는 적어도 하나 이상의 제1 메인풀리와, 상기 제1 메인풀리로부터 이격되도록 배치되어 상기 제2 와이어가 적어도 한번 이상 권취되는 적어도 하나 이상의 제2 메인풀리를 포함할 수 있다.

또한, 상기 절곡풀리부는, 상기 제1 와이어를 절곡시키는 적어도 하나 이상의 제1 절곡풀리와, 상기 제1 절곡풀리와 이격되도록 배치되어 상기 제2 와이어를 절곡시키는 제2 절곡풀리를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 와이어와 상기 제2 와이어는 상기 구동부에 서로 반대 방향으로 권취될 수 있다.

또한, 상기 제1 와이어와 상기 제2 와이어는 동일한 상기 메인풀리부와 동일한 상기 절곡풀리부 중 적어도 하나에 권취될 수 있다.

또한, 상기 제1 와이어의 타단과 상기 제2 와이어의 타단은 상기 제1 프레임의 동일한 평면 상에 고정될 수 있다.

또한, 상기 제1 프레임에 고정되는 상기 제1 와이어의 타단과 상기 제2 와이어의 타단은 상기 제1 프레임의 서로 상이한 면에 고정될 수 있다.

또한, 상기 제1 프레임에 배치되어 상기 와이어를 절곡시켜 상기 와이어의 장력을 유지시키는 장력유지풀리부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 프레임에 배치되어 상기 메인풀리부에서 권출된 상기 와이어를 절곡시켜 상기 메인풀리부로 안내하는 가이드풀리부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 와이어의 타단과 상기 메인풀리부 사이에 배치되어 상기 와이어를 절곡시키는 가력풀리부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 간단한 구조를 통하여 구동이 가능하다. 또한, 본 발명의 실시예들은 관절 부분에 별도의 구조물이 필요 없으므로 전체 무게를 줄일 수 있다.

본 발명의 실시예들은 움직 도르래 형태의 풀리를 통하여 적은 힘으로도 구동이 가능하다. 또한, 본 발명의 실시예들은 정확하면서 신속한 제어가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암 어셈블리를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 로봇 암 어셈블리를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 로봇 암 어셈블리의 작동을 보여주는 부분사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 로봇 암 어셈블리의 작동을 보여주는 부분사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 1에 도시된 로봇 암 어셈블리의 작동을 보여주는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 암 어셈블리를 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 로봇 암 어셈블리를 보여주는 부분사시도이다.
도 8은 도 6에 도시된 로봇 암 어셈블리의 작동을 보여주는 부분사시도이다.
도 9는 도 6에 도시된 메인풀리를 보여주는 사시도이다.

본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암 어셈블리를 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 로봇 암 어셈블리를 보여주는 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 로봇 암 어셈블리(100)는 제1 프레임(111), 제2 프레임(112), 구동부(120), 와이어(130), 메인풀리부(140), 절곡풀리부(150), 장력유지풀리부(160), 가이드풀리부(170) 및 가력풀리부(180)를 포함할 수 있다.

제1 프레임(111) 및 제2 프레임(112)은 서로 회전 가능하게 연결될 수 있다. 이때, 제1 프레임(111) 및 제2 프레임(112)은 중심축(113)을 통하여 연결될 수 있다. 이때, 중심축(113)은 제1 프레임(111) 또는 제2 프레임(112) 중 하나와 연결될 수 있으며, 제1 프레임(111)과 제2 프레임(112) 사이, 중심축(113)과 제2 프레임(112) 사이에는 별도의 베어링이 배치되어 제2 프레임(112)의 작동 시 제1 프레임(111)과 제2 프레임(112) 사이 및 중심축(113)과 제2 프레임(112) 사이의 마찰력을 저감시킬 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 중심축(113)은 제1 프레임(111)에 연결되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

상기와 같은 제1 프레임(111)과 제2 프레임(112)은 다양한 형태로 형성될 수 있다. 일 실시예로써 제1 프레임(111)과 제2 프레임(112) 중 적어도 하나는 바(Bar) 형태로 형성될 수 있다. 다른 실시예로써 제1 프레임(111)과 제2 프레임(112) 중 적어도 하나는 별도의 평평한 플레이트와, 플레이트가 부착되는 복수개의 바로 형성되는 것도 가능하다. 이때, 제1 프레임(111)과 제2 프레임(112)은 상기에 한정되는 것은 아니며, 다양한 구조물을 포함할 수 있다. 또한, 제1 프레임(111) 및 제2 프레임(112)은 와이어(130) 및 신호전달 또는 전력 공급 등을 위한 케이블(미도시)이 수납되도록 내부에 공간이 형성될 수 있다. 이때, 제1 프레임(111) 및 제2 프레임(112)은 내부의 공간을 지지하도록 내부의 공간을 가로지르는 별도의 지지프레임을 포함하는 것도 가능하다.

제1 프레임(111)의 일단에는 구동부(120)가 배치될 수 있으며, 제1 프레임(111)의 타단에는 중심축(113)이 배치될 수 있다. 이때, 제1 프레임(111)은 내부에 돌출되도록 형성되어 와이어(130)를 고정시키는 와이어고정부(114)를 포함할 수 있다. 이러한 와이어고정부(114)는 서로 대향하도록 배치되는 제1 와이어고정부(114a)와 제2 와이어고정부(114b)를 포함할 수 있다. 제1 와이어고정부(114a)와 제2 와이어고정부(114b)는 제1 프레임(111)의 서로 상이한 내면에 배치될 수 있다.

구동부(120)는 제1 프레임(111)의 일단에 배치될 수 있다. 이때, 구동부(120)는 와이어(130)가 권취되거나 권출되는 와이어풀리(121)와, 와이어풀리(121)와 연결되며 와이어풀리(121)를 회전시키는 모터(122)를 포함할 수 있다. 또한, 구동부(120)는 와이어풀리(121)와 모터(122) 사이에 배치되는 감속기(미도시)를 더 포함하는 것도 가능하다.

와이어(130)는 와이어풀리(121)에 일단이 고정될 수 있다. 이때, 와이어(130)는 메인풀리부(140)를 통과하여 절곡풀리부(150)와 연결되어 절곡풀리부(150)에 힘을 가함으로써 제2 프레임(112)을 운동시킬 수 있다.

와이어(130)는 와이어풀리(121)에 고정되는 제1 와이어(131)와 제2 와이어(132)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 와이어(131)와 제2 와이어(132)는 금속 등과 같은 재질로 형성될 수 있다. 또한, 제1 와이어(131)와 제2 와이어(132)는 와이어풀리(121)에 서로 반대 방향으로 권취될 수 있다. 예를 들면, 제1 와이어(131)가 와이어풀리(121)에 시계방향 또는 반시계방향 중 하나로 권취되는 경우 제2 와이어(132)는 와이어풀리(121)에 시계방향 또는 반시계방향 중 다른 하나로 권취될 수 있다. 이러한 경우 제1 와이어(131)는 와이어풀리(121)의 상면 또는 와이어풀리(121)의 하면 중 하나에서 와이어풀리(121)로부터 권출될 수 있으며, 제2 와이어(132)는 도 1에 도시된 바와 같이 와이어풀리(121)의 상면 또는 와이어풀리(121)의 하면 중 다른 하나에서 와이어풀리(121)로부터 권출될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 와이어(131)는 와이어풀리(121)의 상면에서 권출되고, 제2 와이어(132)는 와이어풀리(121)의 하면에서 권출되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. 또한, 제1 와이어(131)와 제2 와이어(132)는 서로 유사하므로 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 와이어(131)를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

제1 와이어(131)의 일단은 와이어풀리(121)에 고정되고, 제1 와이어(131)의 타단은 제1 와이어고정부(114a)에 고정될 수 있다. 이때, 제1 와이어(131)는 와이어풀리(121), 가이드풀리부(170), 메인풀리부(140), 절곡풀리부(150), 가력풀리부(180)에 순차적으로 권취된 후 제1 와이어고정부(114a)에 고정될 수 있다.

메인풀리부(140)는 중심축(113)에 회전 가능하도록 배치될 수 있다. 이때, 메인풀리부(140)는 와이어(130)가 적어도 한번 이상 권취될 수 있다.

상기와 같은 메인풀리부(140)는 제1 와이어(131)가 적어도 한번 이상 권취되는 적어도 하나 이상의 제1 와이어메인풀리(141)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 와이어메인풀리(141)는 복수 개 구비될 수 있으며, 복수개의 제1 와이어메인풀리(141)는 중심축(113)의 길이 방향을 따라 서로 이격되도록 배치될 수 있다.

메인풀리부(140)는 제2 와이어(132)가 적어도 한번 이상 권취되는 적어도 하나 이상의 제2 와이어메인풀리(142)를 포함할 수 있다. 이때, 제2 와이어메인풀리(142)는 복수 개 구비될 수 있으며, 복수개의 제2 와이어메인풀리(142)는 중심축(113)의 길이 방향을 따라 서로 이격되도록 배치될 수 있다.

상기와 같은 복수개의 제1 와이어메인풀리(141)와 복수개의 제2 와이어메인풀리(142)는 중심축(113)의 중심을 기준으로 서로 동일한 방향에 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수개의 제1 와이어메인풀리(141)는 중심축(113)의 중심을 기준으로 도 1의 왼쪽에 배치될 수 있으며, 복수개의 제2 와이어메인풀리(142)는 중심축(113)의 중심을 기준으로 도 1의 오른쪽에 배치될 수 있다. 상기와 같은 경우 복수개의 제1 와이어메인풀리(141) 중 하나와 복수개의 제2 와이어메인풀리(142) 중 하나가 중심축(113)의 중앙 부분에 배치되어 서로 인접할 수 있다. 또한, 제1 와이어메인풀리(141)의 개수와 제2 와이어메인풀리(142)의 개수는 서로 동일할 수 있다.

절곡풀리부(150)는 제2 프레임(112)에 배치될 수 있다. 이때, 절곡풀리부(150)는 제1 와이어(131)가 적어도 한번 이상 권취되거나 제1 와이어(131)가 외면에 접촉하여 제1 와이어(131)의 방향을 전환하는 적어도 하나 이상의 제1 와이어절곡풀리(151)와 제2 와이어(132)가 적어도 한번 이상 권취되거나 제2 와이어(132)가 외면에 접촉하여 제2 와이어(132)의 방향을 전환하는 적어도 하나 이상의 제2 와이어절곡풀리(152)를 포함할 수 있다. 상기와 같은 경우 제2 프레임(112)에는 제1 와이어절곡풀리(151)와 제2 와이어절곡풀리(152)가 설치되는 제2 회전축(116)이 배치될 수 있다.

제1 와이어절곡풀리(151)는 복수 개 구비될 수 있다. 이때, 복수개의 제1 와이어절곡풀리(151)는 제2 회전축(116)을 기준으로 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 또한, 제1 와이어절곡풀리(151)의 개수는 제1 와이어메인풀리(141)의 개수의 절반일 수 있다. 예를 들면, 제1 와이어메인풀리(141)가 2N개 구비되는 경우 제1 와이어절곡풀리(151)는 N개 구비될 수 있다. 여기서 N은 자연수일 수 있다.

제2 와이어절곡풀리(152)는 제1 와이어절곡풀리(151)와 유사하게 복수 개 구비될 수 있다. 이때, 복수개의 제2 와이어절곡풀리(152)는 제1 와이어절곡풀리(151)로부터 멀어지는 방향으로 제2 회전축(116)을 따라 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 또한, 제2 와이어절곡풀리(152)의 개수는 제1 와이어절곡풀리(151)의 개수와 유사하게 제2 와이어메인풀리(142)의 개수의 절반일 수 있다. 이러한 경우 제1 와이어절곡풀리(151)의 개수와 제2 와이어절곡풀리(152)의 개수는 서로 동일할 수 있다.

장력유지풀리부(160)는 와이어(130)를 가력하여 와이어(130)의 장력을 유지시킬 수 있다. 이때, 장력유지풀리부(160)는 제1 와이어(131)를 절곡시키는 제1 와이어장력유지풀리(161)와 제2 와이어(132)를 절곡시키는 제2 와이어장력유지풀리(162)를 포함할 수 있다.

제1 와이어장력유지풀리(161)와 제2 와이어장력유지풀리(162)는 와이어풀리(121)에서 권출되는 제1 와이어(131) 및 제2 와이어(132) 각각을 일정 정도 가력함으로써 제1 와이어(131)와 제2 와이어(132)의 장력 각각을 유지시킬 수 있다. 예를 들면, 제1 와이어장력유지풀리(161)는 도 1을 기준으로 와이어풀리(121)의 상면과 복수개의 제1 와이어메인풀리(141) 중 하나의 상면으로 연결된 제1 와이어(131) 중 일부를 와이어풀리(121)의 상면과 복수개의 제1 와이어메인풀리(141) 중 하나의 상면을 연결하는 선의 하측 방향으로 이동시킬 수 있다. 이러한 경우 제1 와이어(131)는 와이어풀리(121)의 상면으로부터 제1 와이어장력유지풀리(161)의 하면, 제1 와이어메인풀리(141)의 상면으로 연결됨으로써 절곡될 수 있다. 제2 와이어(132)는 제1 와이어(131)와 반대로 와이어풀리(121)의 하면, 제2 와이어장력유지풀리(162)의 상면, 제2 와이어메인풀리(142)의 하면으로 연결됨으로써 절곡될 수 있다.

가이드풀리부(170)는 제1 프레임(111)에 배치된 제1 회전축(115)에 설치될 수 있다. 이러한 경우 가이드풀리부(170)는 메인풀리부(140)에서 권출된 와이어(130)를 절곡하여 다시 메인풀리부(140)로 안내할 수 있다. 이러한 가이드풀리부(170)는 제1 와이어(131)가 권취되는 적어도 하나 이상의 제1 와이어가이드풀리(171)와 제2 와이어(132)가 권취되는 적어도 하나 이상의 제2 와이어가이드풀리(172)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 와이어가이드풀리(171)와 제2 와이어가이드풀리(172)는 각각 복수 개 구비될 수 있다. 이러한 경우 복수개의 제1 와이어가이드풀리(171)는 복수개의 제1 와이어메인풀리(141)와 대응되도록 배치될 수 있다. 특히 각 제1 와이어가이드풀리(171)는 2개의 제1 와이어메인풀리(141) 중 하나에서 권출된 제1 와이어(131)를 2개의 제1 와이어메인풀리(141) 중 다른 하나로 절곡하여 안내할 수 있다. 이때, 각 제1 와이어가이드풀리(171)는 제1 와이어(131)의 방향을 반대 방향으로 절곡시킬 수 있다. 제2 와이어가이드풀리(172)도 제1 와이어가이드풀리(171)와 유사하게 형성될 수 있다.

가력풀리부(180)는 메인풀리부(140)와 제1 와이어고정부(114a) 또는 제2 와이어고정부(114b) 중 하나 사이에 배치되는 와이어(130)를 가력하여 와이어(130)의 장력을 유지시킬 수 있다. 이때, 가력풀리부(180)는 제1 와이어고정부(114a)에 대응되도록 배치된 제1 와이어가력풀리(181) 및 제2 와이어고정부(114b)에 대응되도록 배치된 제2 와이어가력풀리(182)를 포함할 수 있다. 제1 와이어가력풀리(181)는 제1 와이어(131)를 절곡시킴으로써 제1 와이어(131)의 장력을 유지시킬 수 있다. 예를 들면, 제1 와이어가력풀리(181)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 와이어메인풀리(141)의 상면에서 제1 와이어고정부(114a) 사이에 배치된 제1 와이어(131)를 도 1의 상측에서 하측으로 가력할 수 있다. 이때, 제1 와이어메인풀리(141)의 상면과 제1 와이어고정부(114a)는 일직선을 형성할 수 있다. 이러한 경우 제1 와이어(131)는 제1 와이어메인풀리(141)의 상면에서 제1 와이어고정부(114a)의 하면을 지나 제1 와이어고정부(114a)에 연결될 수 있다. 제2 와이어가력풀리(182)는 제1 와이어가력풀리(181)와 유사하게 제2 와이어(132)를 가력할 수 있다.

상기와 같은 제1 와이어가력풀리(181)와 제2 와이어가력풀리(182)는 제1 회전축(115)에 배치될 수 있다. 이때, 제1 와이어가력풀리(181)와 제2 와이어가력풀리(182) 사이에는 제1 와이어가이드풀리(171), 제1 와이어장력유지풀리(161), 제2 와이어장력유지풀리(162) 및 제2 와이어가이드풀리(172)가 배치될 수 있다. 또한, 제1 와이어가이드풀리(171) 및 제2 와이어가이드풀리(172) 사이에는 제1 와이어장력유지풀리(161) 및 제2 와이어장력유지풀리(162)가 배치될 수 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 와이어메인풀리(141) 및 제2 와이어메인풀리(142)는 4개, 제1 와이어절곡풀리(151) 및 제2 와이어절곡풀리(152)는 2개, 제1 와이어장력유지풀리(161) 및 제2 와이어장력유지풀리(162)는 1개, 제1 와이어가이드풀리(171)와 제2 와이어가이드풀리(172)는 1개, 제1 와이어가력풀리(181) 및 제2 와이어가력풀리(182)는 1개 구비되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

한편, 상기와 같은 제1 와이어(131)의 연결관계를 살펴보면, 일단이 와이어풀리(121)에 고정될 수 있다. 또한, 제1 와이어(131)는 시계방향 또는 반시계방향 중 하나의 방향으로 와이어풀리(121)에 일정 길이 이상 권취된 상태일 수 있다.

제1 와이어(131)는 와이어풀리(121)로부터 권출되어 제1 와이어장력유지풀리(161)로 연결될 수 있다. 이때, 제1 와이어(131)는 상기에서 설명한 바와 같이 와이어풀리(121)의 상면에서 제1 와이어장력유지풀리(161)의 하면으로 연결될 수 있다.

제1 와이어장력유지풀리(161)를 통하여 절곡된 제1 와이어(131)는 복수개의 제1 와이어메인풀리(141) 중 중심축(113)의 중앙 부분에 배치된 제1 와이어메인풀리(141)의 상면으로 입사되어 제1 와이어메인풀리(141)의 외주면을 따라 적어도 한번 이상 제1 와이어메인풀리(141)에 권취될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 와이어(131)는 제1 와이어메인풀리(141)에 한번 권취되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

제1 와이어메인풀리(141)에 한번 권취된 제1 와이어(131)는 제1 와이어절곡풀리(151)로 입사되어 제1 와이어절곡풀리(151)의 적어도 일부분에 권취될 수 있다.

상기와 같이 제1 와이어절곡풀리(151)에 권취된 제1 와이어(131)는 제1 와이어절곡풀리(151)로부터 복수개의 제1 와이어메인풀리(141) 중 상기와 다른 제1 와이어메인풀리(141)(예를 들면, 두번째 제1 와이어메인풀리(141))에 권취될 수 있다. 이후 제1 와이어(131)는 제1 와이어메인풀리(141)에서 제1 와이어가이드풀리(171)로 입사된 후 제1 와이어가이드풀리(171)의 적어도 일부분에 권취될 수 있다.

제1 와이어가이드풀리(171)를 통과한 제1 와이어(131)는 다시 복수개의 제1 와이어메인풀리(141) 중 중심축(113)의 중앙으로부터 세번째 제1 와이어메인풀리(141)에 권취된 후 복수개의 제1 와이어절곡풀리(151) 중 다른 하나에 권취된 후 네번째 제1 와이어메인풀리(141)를 지나 제1 와이어가력풀리(181)로 입사될 수 있다. 또한, 제1 와이어(131)는 제1 와이어가력풀리(181)로 입사된 후 제1 와이어고정부(114a)와 연결되어 고정될 수 있다.

제2 와이어(132)는 제1 와이어(131)와 유사하게 연결될 수 있다. 구체적으로 제2 와이어(132)는 와이어풀리(121)에 제1 와이어(131)와 반대 방향으로 권취된 후 와이어풀리(121)로부터 권출되어 와이어풀리(121)의 하면에서 돌출될 수 있다. 또한, 제2 와이어장력유지풀리(162)는 제2 와이어(132)를 도 1의 하측에서 상측으로 안내한 후 도 1의 상측에서 하측으로 안내할 수 있다. 이후 제2 와이어(132)는 복수개의 제2 와이어메인풀리(142) 중 하나에 권취된 후 제2 와이어절곡풀리(152), 제2 와이어메인풀리(142), 제2 와이어가이드풀리(172)에 순차적으로 연결될 수 있다. 또한, 제2 와이어(132)는 복수개의 제2 와이어메인풀리(142) 중 하나로부터 제2 와이어가력풀리(182)를 통과하여 제2 와이어고정부(114b)에 고정될 수 있다.

한편, 이하에서는 로봇 암 어셈블리(100)의 작동에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 도 1에 도시된 로봇 암 어셈블리의 작동을 보여주는 부분사시도이다. 도 4는 도 1에 도시된 로봇 암 어셈블리의 작동을 보여주는 부분사시도이다. 도 5a 및 도 5b는 도 1에 도시된 로봇 암 어셈블리의 작동을 보여주는 개념도이다.

도 3 내지 도 5b를 참고하면, 로봇 암 어셈블리(100)는 구동부(120)의 작동에 따라서 제2 프레임(112)이 제1 방향 또는 제2 방향 중 하나의 방향으로 움직일 수 있다. 이때, 제1 프레임(111)은 로봇의 다른 부위 또는 지면 등에 고정되거나 회전 가능하게 연결될 수 있다. 이러한 경우 제2 프레임(112)은 중심축(113)을 기준으로 제1 방향 또는 제2 방향 중 하나의 방향으로 움직일 수 있다. 이때, 제 방향 또는 제2 방향 중 하나는 시계방향 또는 반시계방향 중 하나일 수 있으며, 제1 방향 또는 제2 방향 중 다른 하나는 시계방향 또는 반시계방향 중 다른 하나일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 와이어(131)가 구동부(120)의 작동에 따라 와이어풀리(121)에 권취되는 경우 제2 프레임(112)은 반시계방향으로 회전하고, 제2 와이어(132)가 와이어풀리(121)에 권취되는 경우 제2 프레임(112)은 시계방향으로 회전하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

한편, 구동부(120)가 작동하는 경우 와이어풀리(121)가 회전하여 제1 와이어(131)를 권취할 수 있다. 이러한 경우 제1 와이어(131)는 제1 와이어절곡풀리(151)에 힘을 가하여 제1 와이어절곡풀리(151)를 도 3의 상측으로 이동시킴으로써 도 4와 같은 형태를 유지시킬 수 있다. 이때, 제1 와이어(131)의 운동에 따라서 제1 와이어메인풀리(141) 중 적어도 하나, 제1 와이어절곡풀리(151), 제1 와이어가이드풀리(171) 및 제1 와이어가력풀리(181) 중 적어도 하나는 제1 와이어(131)의 이동에 따라 회전할 수 있다.

상기와 같이 제1 와이어(131)가 와이어풀리(121)에 권취되는 경우 제2 와이어(132)는 제1 와이어(131)와 반대 방향으로 와이어풀리(121)에 권취되어 있으므로 와이어풀리(121)로부터 권출될 수 있다. 이러한 경우 제2 와이어(132)는 제1 와이어절곡풀리(151)의 운동을 방해하지 않을 수 있다.

한편, 제2 프레임(112)이 상기와 반대로 회전되는 경우 구동부(120)를 와이어풀리(121)를 상기와 반대 방향으로 회전시킬 수 있다. 이러한 경우 제2 와이어(132)는 권취되며, 제1 와이어(131)는 권출될 수 있다.

제2 와이어(132)가 와이어풀리(121)에 권취되는 경우 제2 와이어(132)는 상기에서 설명한 것과 같이 연결됨으로써 제2 와이어절곡풀리(152)를 도 3의 하측면으로 잡아당길 수 있다. 이러한 제2 와이어(132)의 운동에 따라서 제2 프레임(112)이 운동할 수 있다.

상기와 같이 운동하는 로봇 암 어셈블리(100)는 간단한 구조를 통하여 와이어(130)로 구동시키는 것이 가능하다.

구체적으로 일반적으로 로봇 암 어셈블리를 작동시키기 위하여 제1 프레임과 제2 프레임 사이에 모터를 장착시키는 경우 로봇 암 어셈블리의 전체 무게가 증가할 수 있다.

또한, 종래의 로봇 암 어셈블리에서 프레임 사이의 연결을 구름조인트 형태로 형성하는 경우 이를 작동시키기 위한 와이어 등의 간섭으로 인하여 프레임의 운동 범위가 제한될 수 있다. 또한, 이러한 로봇 암 어셈블리는 와이어의 장력과 관절 위치가 비선형 함수로 연결됨으로써 와이어를 통하여 로봇 암 어셈블리를 정확하게 제어하는 것이 어렵다. 뿐만 아니라 이러한 로봇 암 어셈블리는 프레임이 서로 굽혀져 프레임 사이의 각도가 작아질수록 와이어의 장력에 따른 프레임의 이동 속도, 이동 거리 등이 작아질 수 있다.

그러나 로봇 암 어셈블리(100)는 구동부(120)의 작동에 따라서 줄어들거나 늘어나는 길이가 선형적으로 변화함으로써 구동부(120)의 작동에 따른 로봇 암 어셈블리(100)의 운동 범위를 선형적으로 제어하는 것이 가능하다.

구체적으로 로봇 암 어셈블리(100)가 작동하는 경우 구동부(120)의 작동에 따라서 와이어메인풀리(141,142)와 와이어절곡풀리(151,152) 사이에는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같은 장력이 적용될 수 있다. 이때, 와이어메인풀리(141,142)와 와이어절곡풀리(151,152)에 각각 가해지는 힘, 장력, 모멘트 등 사이의 관계를 살펴보면 하기와 같다.

여기서 T는 와이어(130)에 걸리는 장력, f는 와이어(130)로 인한 와이어절곡풀리(151,152)의 중심이 받는 힘, f_z는 f의 Z축 방향의 힘, f_x는 f의 X축 방향 힘, f_R은 와이어메인풀리(141,142)에서 발생하는 반력(constraint force), f_Rz은 f_R의 Z축 방향의 힘, f_Rx은 f_R의 X축 방향의 힘, L은 와이어메인풀리(141,142)의 중심과 와이어절곡풀리(151,152)의 중심까지의 거리, r_c는 와이어메인풀리(141,142)의 반지름, θ1과 θ2는 와이어절곡풀리(151,152)에 권취된 와이어(130)와 Z축 방향이 형성하는 각도, M_R은 와이어메인풀리(141,142)에서 계산된 반력모멘트(constraint moment)로써 와이어절곡풀리(151,152)를 회전시키는 모멘트일 수 있다.

상기의 수학식 1을 살펴보면, 반력모멘트는 와이어(130)의 장력에 비례하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 제2 프레임(112)을 회전시키는 모멘트는 와이어(130)의 장력에 비례하고, 이러한 장력은 구동부(120)의 작동에 따라 구동부(120)의 부하(또는 토크)와 비례할 수 있다. 따라서 로봇 암 어셈블리(100)는 구동부(120)의 작동에 따라 제2 프레임(112)의 운동이 선형적으로 가변함으로써 구동부(120)를 제어하여 제2 프레임(112)의 회전 속도 및 회전 각도 등을 정밀하게 제어하는 것이 가능하다.

한편, 상기와 같은 로봇 암 어셈블리(100)는 구동부(120)의 구동에 따라 감속비를 가질 수 있다. 구체적으로 로봇 암 어셈블리(100)의 감속비는 하기의 수식으로 도출될 수 있다.

여기서, T는 와이어(130)의 장력, △S는 구동부(120)의 작동에 따른 구동부(120), 와이어메인풀리(141,142) 또는 와이어절곡풀리(151,152)에서의 와이어(130)의 길이 변화, r_s는 와이어풀리(121)의 반지름, n은 와이어절곡풀리(151,152)의 개수, r_c는 와이어메인풀리(141,142)의 반지름, △θ_w는 와이어풀리(121)가 일 지점을 기준으로 회전한 각도, △θ_j는 와이어절곡풀리(151,152)가 일 지점을 기준으로 회전한 각도, τ_m은 구동부(120)의 토크, τ_j는 제2 프레임(112)의 회전토크, w_j는 제2 프레임(112)의 회전각속도, w_m은 구동부(120)의 회전각속도이다.

이때, 로봇 암 어셈블리(100)의 감속비는 와이어풀리(121)의 반지름, 와이어메인풀리(141,142)의 반지름 및 와이어절곡풀리(151,152)의 개수를 통하여 결정될 수 있다.

또한, 로봇 암 어셈블리(100)는 제2 프레임(112)의 위치 변화에 따라 절곡풀리부(150)의 위치가 가변함으로써 움직 도르래와 같은 역할을 수행하여 구동부(120)를 적은 부하로 작동시키는 것이 가능하다.

로봇 암 어셈블리(100)는 로봇 암 어셈블리(100)를 작동시키기 위한 제1 와이어(131)와 제2 와이어(132)가 서로 중첩되거나 서로 작동에 영향을 미치지 않음으로써 제2 프레임(112)의 회전 각도를 최대화시킬 수 있다.

로봇 암 어셈블리(100)는 구동부(120)의 작동에 따라서 제2 프레임(112)의 운동 속도, 운동 각도가 선형적으로 움직일 수 있다.

로봇 암 어셈블리(100)는 구동부(120)의 회전을 감속하여 제2 프레임(112)에 전달함으로써 제2 프레임(112)을 안정적으로 회전시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 암 어셈블리를 보여주는 사시도이다. 도 7은 도 6에 도시된 로봇 암 어셈블리를 보여주는 부분사시도이다. 도 8은 도 6에 도시된 로봇 암 어셈블리의 작동을 보여주는 부분사시도이다. 도 9는 도 6에 도시된 메인풀리를 보여주는 사시도이다.

도 6 내지 도 9을 참고하면, 로봇 암 어셈블리(200)는 제1 프레임(211), 제2 프레임(212), 구동부(220), 와이어(230), 메인풀리부(240), 절곡풀리부(250), 장력유지풀리부(260), 가이드풀리부(270), 가력풀리부(280) 및 위치조절풀리부(290)를 포함할 수 있다.

제1 프레임(211) 및 제2 프레임(212)은 상기 도 1 내지 도 3에서 설명한 것과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 이때, 제1 와이어고정부(214a)와 제2 와이어고정부(214b)는 제1 프레임(211)의 동일한 평면 상에 연결될 수 있다. 이러한 경우 제1 와이어고정부(214a)와 제2 와이어고정부(214b)는 제1 와이어(231)와 제2 와이어(232)가 서로 중첩되지 않도록 서로 상이한 방향으로 배열될 수 있다.

구동부(220)와 와이어(230)는 상기 도 1 내지 도 3에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

메인풀리부(240), 절곡풀리부(250), 장력유지풀리부(260), 가이드풀리부(270) 및 가력풀리부(280)는 제1 와이어(231)와 제2 와이어(232)와 동시에 접촉할 수 있다.

구체적으로 메인풀리부(240)는 제1 와이어(231)와 제2 와이어(232)가 적어도 한번 이상 권취되거나 접촉되는 메인풀리(241)를 포함할 수 있다. 이러한 메인풀리(241)는 복수 개 구비될 수 있으며, 복수개의 메인풀리(241)는 중심축(213)에 서로 이격되도록 배치될 수 있다.

절곡풀리부(250)는 메인풀리(241)에서 권취된 제1 와이어(231) 및 제2 와이어(232)를 절곡시켜 메인풀리(241)로 다시 안내할 수 있다. 이때, 절곡풀리부(250)는 제2 회전축(216)에 배치된 절곡풀리(251)를 포함할 수 있다. 절곡풀리(251)는 복수 개 구비될 수 있으며, 복수개의 절곡풀리(251)는 제2 회전축(216)에서 일정 간격 이격되도록 배치될 수 있다. 이러한 절곡풀리(251)의 개수는 메인풀리(241)의 개수의 절반일 수 있다.

장력유지풀리부(260)는 구동부(220)에 연결된 제1 와이어(231)와 제2 와이어(232)를 가력하여 제1 와이어(231)와 제2 와이어(232)의 장력을 유지시킬 수 있다. 예를 들면, 장력유지풀리부(260)는 제1 와이어(231)와 제2 와이어(232)를 서로 다른 방향으로 절곡시킬 수 있다. 구체적으로 장력유지풀리부(260)는 제1 와이어(231)는 도 7의 하측으로 가력하고, 제2 와이어(232)는 도 7의 상측으로 가력할 수 있다. 이때, 제1 와이어(231)와 제2 와이어(232)는 장력유지풀리부(260)를 기준으로 서로 교차하도록 배열될 수 있다.

가이드풀리부(270)는 복수개의 메인풀리(241) 중 하나로부터 인출된 제1 와이어(231) 및 제2 와이어(232)를 절곡하여 복수개의 메인풀리(241) 중 다른 하나로 안내할 수 있다. 이때, 가이드풀리부(270)는 제1 회전축(215)에 서로 이격되도록 배열되는 복수개의 가이드풀리(271)를 포함할 수 있다. 이러한 각 가이드풀리(271)는 제1 와이어(231) 및 제2 와이어(232)와 접촉하여 제1 와이어(231) 및 제2 와이어(232)의 방향을 전환될 수 있다.

가력풀리부(280)는 제1 와이어고정부(214a)와 제2 와이어고정부(214b)에 인접하도록 배치되어 복수개의 메인풀리(241) 중 하나로부터 인출되어 제1 와이어고정부(214a) 및 제2 와이어고정부(214b)에 연결되는 제1 와이어(231)와 제2 와이어(232)를 가력할 수 있다. 이러한 경우 가력풀리부(280)는 제1 와이어(231)와 제2 와이어(232)를 서로 반대 방향으로 가력할 수 있다. 예를 들면, 제1 와이어(231)는 도 7을 기준으로 가력풀리부(280)의 하면에 접촉할 수 있으며, 제2 와이어(232)는 가력풀리부(280)의 상면에 접촉할 수 있다. 이러한 경우 가력풀리부(280)는 제1 와이어(231)와 제2 와이어(232)를 가력함으로써 제1 와이어(231)의 장력과 제2 와이어(232)의 장력이 줄어드는 것을 방지할 수 있다.

제1 와이어(231)와 제2 와이어(232)를 동시에 접촉하는 메인풀리부(240), 절곡풀리부(250), 장력유지풀리부(260), 가이드풀리부(270) 및 가력풀리부(280) 중 적어도 하나는 제1 와이어(231)와 제2 와이어(232)를 구분하도록 돌기가 구비될 수 있다. 구체적으로 메인풀리(241)를 중심으로 살펴보면, 메인풀리(241)는 제1 와이어(231)와 제2 와이어(232)가 수용되는 수용홈(241a)의 중앙 부분에 구분돌기(241b)를 구비할 수 있다. 이러한 구분돌기(241b)는 메인풀리(241)의 외주면을 일주하도록 형성될 수 있으며, 메인풀리(241)의 외주면을 따라 폐루프(Closed-loop)를 형성할 수 있다.

위치조절풀리부(290)는 제1 와이어(231)와 제2 와이어(232)가 서로 중첩되지 않으며, 제1 와이어(231)와 제2 와이어(232)가 동일한 장력유지풀리부(260) 및 동일한 메인풀리(241)로 안내되도록 할 수 있다. 이러한 위치조절풀리부(290)는 제1 와이어(231)를 수직하게 절곡시키는 제1 위치조절풀리(291)와, 제1 와이어(231)를 제1 위치조절풀리(291)와 다른 방향으로 절곡시키는 제2 위치조절풀리(292)를 포함할 수 있다. 제1 위치조절풀리(291)는 제1 와이어(231)를 동일한 평면 상에서 절곡시킬 수 있으며, 제2 위치조절풀리(292)는 제1 와이어(231)를 상하로 절곡시킬 수 있다.

한편, 상기와 같은 로봇 암 어셈블리(200)의 작동을 살펴보면, 구동부(220)의 작동에 따라 와이어풀리(221)가 회전하는 경우 제1 와이어(231) 또는 제2 와이어(232) 중 하나가 와이어풀리(221)에 권취되고, 제1 와이어(231) 또는 제2 와이어(232) 중 다른 하나는 와이어풀리(221)로부터 권출될 수 있다. 이때, 제1 와이어(231) 또는 제2 와이어(232) 중 하나가 와이어풀리(221)에 권취됨으로써 제2 프레임(212)은 제1 프레임(211)을 기준으로 시계방향 또는 반시계방향 중 하나로 회전할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 와이어(231)가 와이어풀리(221)에 권취되는 경우 제2 프레임(212)은 제1 프레임(211)을 기준으로 시계방향으로 회전하고, 제2 와이어(232)가 와이어풀리(221)에 권취되는 경우 제2 프레임(212)은 제1 프레임(211)을 기준으로 반시계방향으로 회전하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

구동부(220)의 작동에 따라 와이어풀리(221)가 일 방향으로 회전하는 경우 제1 와이어(231)가 와이어풀리(221)에 권취될 수 있다. 이러한 경우 제1 위치조절풀리(291)와 제2 위치조절풀리(292)에 의하여 절곡된 제1 와이어(231)는 장력유지풀리부(260)에 접촉한 상태로 이동하거나 장력유지풀리부(260)를 일 방향으로 회전시키면서 이동할 수 있다. 이때, 제1 와이어(231)는 메인풀리(241)를 회전시킬 수 있으며, 절곡풀리(251)에 힘을 가할 수 있다. 특히 제1 와이어(231)는 복수개의 메인풀리(241), 복수개의 절곡풀리(251) 및 복수개의 가이드풀리(271)와 접촉하여 미끄러지거나 복수개의 메인풀리(241), 복수개의 절곡풀리(251) 및 복수개의 가이드풀리(271)를 회전시킬 수 있다. 또한, 제1 와이어(231)는 가력풀리부(280)를 통하여 절곡된 상태에서 제1 와이어고정부(214a)와 연결될 수 있다. 이러한 경우 제1 와이어(231)는 와이어풀리(221)와 제1 와이어고정부(214a)에 양단이 고정됨으로써 상기와 같이 와이어풀리(221)가 회전하는 경우 절곡풀리(251)에 힘을 가하여 제2 프레임(212)을 시계방향으로 회전시킬 수 있다. 상기와 같은 경우 제2 와이어(232)는 와이어풀리(221)에 제1 와이어(231)와 반대 방향으로 권취되어 있으므로 와이어풀리(221)가 제1 와이어(231)를 권취하는 경우 와이어풀리(221)로부터 권출될 수 있다.

제2 프레임(212)이 상기와 반대로 반시계방향으로 회전하는 경우 와이어풀리(221)는 제2 와이어(232)를 권취할 수 있으며, 제1 와이어(231)는 와이어풀리(221)로부터 권출될 수 있다. 상기와 같은 경우 제2 와이어(232)는 제1 와이어(231)와 유사하게 배치되어 절곡풀리(251)를 도 7의 하측방향으로 가력할 수 있다.

상기와 같은 경우 제1 와이어(231)와 제2 와이어(232)는 동일한 풀리에 권취되거나 접촉할 수 있다. 이러한 경우 제1 와이어(231)와 제2 와이어(232)는 동일한 경로를 가지면서 서로 반대로 운동할 수 있다. 예를 들면, 와이어풀리(221)가 회전할 때 제1 와이어(231) 또는 제2 와이어(232) 중 하나가 와이어풀리(221)에 권취되는 길이는 제1 와이어(231) 또는 제2 와이어(232) 중 다른 하나가 와이어풀리(221)로부터 권출되는 길이와 동일하거나 거의 동일할 수 있다. 이러한 경우 각 풀리가 회전하더라도 제1 와이어(231)와 제2 와이어(232)는 서로 반대 방향으로 동일한 만큼 움직임으로써 각 풀리에서의 제1 와이어(231)와 제2 와이어(232)의 변위 변화는 동일해질 수 있다. 따라서 제1 와이어(231)와 제2 와이어(232)는 동일한 풀리에 서로 반대방향으로 접하거나 권취됨으로써 동일한 풀리를 통하여 상기와 같은 운동을 구현하는 것이 가능하다.

따라서 로봇 암 어셈블리(200)는 동일한 풀리를 사용하여 제2 프레임(212)을 양방향으로 운동시키는 것이 가능함으로써 로봇 암 어셈블리(200)의 부피 및 구조를 단순화시킬 수 있다.

로봇 암 어셈블리(200)는 구동부(220)의 작동에 따라서 줄어들거나 늘어나는 길이가 선형적으로 변화함으로써 구동부(220)의 작동에 따른 로봇 암 어셈블리(200)의 운동 범위를 선형적으로 제어하는 것이 가능하다. 이때, 상기 도 6에서 설명한 것과 동일한 방식으로 로봇 암 어셈블리(200)는 모멘트가 계산되어 제어될 수 있다.

또한, 로봇 암 어셈블리(200)는 제2 프레임(212)의 위치에 따라 절곡풀리부(250)의 위치가 가변함으로써 움직 도르래와 같은 역할을 수행하여 구동부(220)를 적은 부하로 작동시키는 것이 가능하다.

로봇 암 어셈블리(200)는 로봇 암 어셈블리(200)를 작동시키기 위한 제1 와이어(231)와 제2 와이어(232)가 서로 중첩되거나 서로 작동에 영향을 미치지 않음으로써 제2 프레임(212)의 회전 각도를 최대화시킬 수 있다.

로봇 암 어셈블리(200)는 구동부(220)의 작동에 따라서 제2 프레임(212)의 운동 속도, 운동 각도가 선형적으로 움직일 수 있다.

로봇 암 어셈블리(200)는 구동부(220)의 회전을 감속하여 제2 프레임(212)에 전달함으로써 제2 프레임(212)을 안정적으로 회전시킬 수 있다.

본 발명의 실시예들은 도면에 도시되어 있지 않지만 상기와 같이 서로 상대 운동을 수행하는 구성 사이(예를 들면, 풀리와 중심축 사이, 풀리와 회전축 사이, 프레임과 프레임 사이 등)에는 마찰을 저감시키도록 별도의 베어링이 배치될 수 있다. 또한, 각 와이어는 각 풀리의 외면 일부와 접촉하거나 각 풀리를 적어도 한번 이상 권취될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 풀리의 개수가 상기에 한정되는 것은 아니며 풀리가 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 또한, 각 와이어가 각 풀리에 권취되는 것은 상기에 한정되는 것은 아니며, 각 와이어가 각 풀리의 일부분에 접촉하거나 적어도 한번 이상 권취될 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

100,200: 로봇 암 어셈블리
111,211: 제1 프레임
112,212: 제2 프레임
113,213: 중심축
114: 와이어고정부
115.215: 제1 회전축
116,216: 제2 회전축
120,220: 구동부
121,221: 와이어풀리
122,222: 모터
130,230: 와이어
131,231: 제1 와이어
132,232: 제2 와이어
140,240: 메인풀리부
150,250: 절곡풀리부
160,260: 장력유지풀리부
170,270: 가이드풀리부
180,280: 가력풀리부
290: 위치조절풀리부

Claims

제1 프레임;
상기 제1 프레임과 회전 가능하게 연결되는 제2 프레임;
상기 제1 프레임에 배치되는 구동부;
일단이 상기 구동부에 고정되며, 타단이 상기 제1 프레임에 고정되고, 상기 구동부의 작동에 따라 상기 구동부에 권취되거나 상기 구동부로부터 권출되는 와이어;
상기 제1 프레임 또는 상기 제2 프레임 중 하나에 연결되며, 상기 와이어가 적어도 한 번 이상 권취되며, 상기 제1 프레임과 연결되는 메인풀리부; 및
상기 제2 프레임에 배치되며, 상기 메인풀리부로부터 권출된 상기 와이어가 권취되어 상기 와이어의 방향을 상기 메인풀리부로 절곡시키는 절곡풀리부;를 포함하는 로봇 암 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
상기 와이어는,
일단이 상기 구동부에 고정되며, 타단이 상기 제1 프레임에 고정되어 상기 구동부의 작동 시 상기 제2 프레임을 제1 방향으로 운동시키는 제1 와이어; 및
일단이 상기 구동부에 고정되며, 타단이 상기 제1 프레임에 고정되어 상기 구동부의 작동 시 상기 제2 프레임을 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 운동시키는 제2 와이어;를 포함하는 로봇 암 어셈블리.
제 2 항에 있어서,
상기 메인풀리부는,
상기 제1 와이어가 적어도 한번 이상 권취되는 적어도 하나 이상의 제1 메인풀리; 및
상기 제1 메인풀리로부터 이격되도록 배치되어 상기 제2 와이어가 적어도 한번 이상 권취되는 적어도 하나 이상의 제2 메인풀리;를 포함하는 로봇 암 어셈블리.
제 2 항에 있어서,
상기 절곡풀리부는,
상기 제1 와이어를 절곡시키는 적어도 하나 이상의 제1 절곡풀리; 및
상기 제1 절곡풀리와 이격되도록 배치되어 상기 제2 와이어를 절곡시키는 적어도 하나 이상의 제2 절곡풀리;를 포함하는 로봇 암 어셈블리.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 와이어와 상기 제2 와이어는 상기 구동부에 서로 반대 방향으로 권취되는 로봇 암 어셈블리.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 와이어와 상기 제2 와이어는 동일한 상기 메인풀리부와 동일한 상기 절곡풀리부 중 적어도 하나에 권취되는 로봇 암 어셈블리.
제 6 항에 있어서,
상기 제1 와이어의 타단과 상기 제2 와이어의 타단은 상기 제1 프레임의 동일한 평면 상에 고정되는 로봇 암 어셈블리.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 프레임에 고정되는 상기 제1 와이어의 타단과 상기 제2 와이어의 타단은 상기 제1 프레임의 서로 상이한 면에 고정되는 로봇 암 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 프레임에 배치되어 상기 와이어를 절곡시켜 상기 와이어의 장력을 유지시키는 장력유지풀리부;를 더 포함하는 로봇 암 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 프레임에 배치되어 상기 메인풀리부에서 권출된 상기 와이어를 절곡시켜 상기 메인풀리부로 안내하는 가이드풀리부;를 더 포함하는 로봇 암 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
상기 와이어의 타단과 상기 메인풀리부 사이에 배치되어 상기 와이어를 절곡시키는 가력풀리부;를 더 포함하는 로봇 암 어셈블리.