KR20200000087A - 로봇용 조인트 - Google Patents

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KR20200000087A
KR20200000087A KR1020180071941A KR20180071941A KR20200000087A KR 20200000087 A KR20200000087 A KR 20200000087A KR 1020180071941 A KR1020180071941 A KR 1020180071941A KR 20180071941 A KR20180071941 A KR 20180071941A KR 20200000087 A KR20200000087 A KR 20200000087A
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박준홍
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현대위아 주식회사
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Abstract

본 발명은 로봇용 조인트에 관한 것으로서, 특히 사이즈를 줄임과 동시에 체결부가 외부로 노출되지 않도록 하며 외부 이물질 유입을 방지토록 하는 로봇용 조인트에 관한 것이다. 구성은 로봇용 조인트에 있어서, 내부 중앙에 감속기가 결합 되고 상기 감속기가 결합된 외측 면에는 복수 개의 체결구멍이 형성되며, 상기 체결구멍이 형성된 가장자리 면에는 결합 홈이 형성된 베이스 조인트와; 일측 단면 중앙에 감속기의 출력축을 수용하는 축 수용구멍이 형성되고, 상기 축 수용구멍과 거리를 두고 바깥쪽 면에는 복수 개의 체결구멍이 형성되며, 상기 체결구멍과 거리를 두고 바깥쪽 면에는 연결을 위한 복수 개의 연결구멍이 형성된 커버와; 일측단 면에 원주를 따라 복수 개의 체결홈이 형성되고 상기 각 체결홈에는 상기 커버와 연결을 위한 체결구가 형성된 구동 조인트; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

로봇용 조인트{Joint for robot}
본 발명은 로봇용 조인트에 관한 것으로서, 특히 사이즈를 줄임과 동시에 체결부가 외부로 노출되지 않도록 하며 외부 이물질 유입을 방지토록 하는 로봇용 조인트에 관한 것이다.
일반적으로 스스로 보유한 능력에 의해 주어진 일을 자동으로 처리하거나 작동하는 기계인 로봇(Robot)은 기계와 기재로 이루어지는 2개의 축이 결합되어 한쪽 축에서 다른 축으로 회전력이나 동력을 전달토록 하는 조인트(joint)가 복수 개 설치된다.
이러한 로봇용 조인트는 도 1에 도시된 바와 같이 감속기(111)와 커버(112)를 구비한 베이스 조인트(110)와 일단에 결합을 위한 플랜지(121)를 갖는 구동 조인트(120)로 이루어진다.
그리고 상기 베이스 조인트(110)는 내부에 부품(미도시)을 조립한 후 구동조인트(120)와 체결된다.
즉, 상기 베이스 조인트(110)의 내부에 감속기(111)를 조립하고 감속기(111)의 외측에 커버(112)가 조립된다.
이때, 상기 감속기(111)의 출력축(미도시)은 커버(112)의 중앙에 위치하도록 조립되고 상기 커버(112)의 가장자리부분은 볼트와 같은 체결구(도면부호 미도시)에 의해 구동 조인트(120)의 플랜지(121)와 체결된다.
이와 같은 구성의 로봇용 조인트(100)는 상기 베이스 조인트(110) 내부 모터(미도시)에서 생성된 회전력이 감속기(111)의 입력축(미도시)으로 전달되고 감속기(111)의 출력축은 구동 조인트(120)와 연결되어 회전력이나 동력을 전달한다.
그러나 상기와 같은 종래의 로봇용 조인트(100)는 베이스 조인트(110)와 커버(112)가 구동 조인트(120)의 플랜지(121)와 동일한 직경(지름)으로 설계 및 제작되기 때문에 내부 부품에 비해 큰 직경을 형성하고 있어 사이즈가 불필요하게 증가하는 문제점이 있었다.
또, 상기 베이스 조인트(110)와 커버(112) 사이에 단차가 발생하며 외부로부터 오픈되어 있기 때문에 외부 이물질이 침투하여 내구성을 저하시킴과 동시에 잦은 유지보수와 청소작업이 필요하게 되는 문제점이 있다.
특히, 상기 베이스 조인트(110)에 형상이 다른 구동 조인트(120)를 체결하고자할 경우 체결부 사이즈의 상이로 인해 구동 조인트(120)를 공용(범용)으로 사용하지 못하고 체결되는 조인트 형상에 맞게 재가공하거나 볼트 체결부를 변경해야 하는 문제점이 있었다.
등록특허 제10-1740704호
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 조인트 사이즈를 최소화하고 형상이 다른 구동 조인트와의 체결을 쉽게 이루도록 함과 동시에 이물질 유입을 방지하고 미감 향상을 이루는 로봇용 조인트를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 로봇용 조인트에 있어서, 내부 중앙에 감속기가 결합 되고 상기 감속기가 결합된 외측 면에는 복수 개의 체결구멍이 형성되며, 상기 체결구멍이 형성된 가장자리 면에는 결합 홈이 형성된 베이스 조인트와; 일측 단면 중앙에 감속기의 출력축을 수용하는 축 수용구멍이 형성되고, 상기 축 수용구멍과 거리를 두고 바깥쪽 면에는 복수 개의 체결구멍이 형성되며, 상기 체결구멍과 거리를 두고 바깥쪽 면에는 연결을 위한 복수 개의 연결구멍이 형성된 커버와; 일측단 면에 원주를 따라 복수 개의 체결홈이 형성되고 상기 각 체결홈에는 상기 커버와 연결을 위한 체결구가 형성된 구동 조인트; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 베이스 조인트의 결합 홈에는 가이드 부재가 인출 가능하도록 결합 되는 것을 특징으로 한다.
상기 베이스 조인트의 결합 홈은 가이드 부재가 인출 가능하도록 길이 방향으로 가이드 부재의 길이 보다 깊게 형성 되는 것을 특징으로 한다.
상기 구동 조인트의 체결홈에 구비되는 체결구는 1차 체결시에는 일부만 체결되고 2차 체결시에는 완전 체결되는 것을 특징으로 한다.
상기 커버의 연결구멍은 일 측은 작은 직경으로 이루어지고 대향하는 타 일측은 큰 직경으로 이루어지는 키홀 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 가이드 부재는 일 측으로 인출(引出)하면, 베이스 조인트와 커버 및 구동 조인트 사이에 형성(발생)되는 틈을 커버(가림)하는 것을 특징으로 한다.
상기 가이드 부재의 선단 부분은 베이스 조인트의 외경 크기와 일치하도록 외면보다 큰 플랜지가 형성되고, 상기 플랜지의 외주면과 몸체의 외면은 단차를 이루도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 가이드 부재의 외면으로는 고무밴드가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 고무밴드는 폭(넓이)이 베이스 조인트와 커버 및 구동 조인트 사이에 발생되는 틈(G)의 크기에 대응하도록 형성되고 두께는 상기 베이스 조인트의 외면과 가이드 부재의 외면 사이에 발생하는 단차(單差)에 대응하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 상기 조인트를 구비하는 로봇을 더 제공한다.
이상에서와 같은 본 발명은 조인트의 사이즈를 콤팩트(compact)화함과 동시에 조인트의 공용화를 이룸으로써 원가절감 및 부품의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.
또, 본 발명은 체결구를 외부로 노출시키지 않도록 하여 미감을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 베이스 조인트와 커버 및 구동 조인트 사이의 틈을 커버(가림)함으로써 외부 이물질의 유입을 차단하여 내구성 향상과 유지보수 및 청소 주기를 연장하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 로봇용 조인트를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇용 조인트의 요부 분해 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 베이스 조인트와 구동 조인트를 분리하여 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 결합 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 로봇용 조인트의 조립 상태를 개략적으로 나타낸 요부 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 로봇용 조인트의 조립된 상태를 확대하여 나타낸 요부 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.
여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 로봇용 조인트(200)는 베이스 조인트(210)와 커버(220) 및 구동 조인트(230)으로 대별되어 이루어진다.
상기 베이스 조인트(210)는 내부 중앙에 감속기(211)가 결합 되고 상기 감속기(211)가 결합된 외측 면에는 복수 개의 체결구멍(212)이 형성되며, 상기 체결구멍(212)이 형성된 가장자리 면에는 결합 홈(213)이 형성된다.
여기서, 상기 복수 개의 체결구멍(212)은 베이스 조인트(210)의 내측면 원주를 따라 상호 간격을 두고 형성된다.
또, 상기 베이스 조인트(210)의 결합 홈(213)에는 가이드 부재(214)가 인출 가능하도록 결합 된다.
즉, 상기 베이스 조인트(210)의 결합 홈(213)은 가이드 부재(214)가 인출 가능하도록 길이 방향으로 가이드 부재(214)의 길이 보다 깊게 형성 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가이드 부재(214)의 선단 부분은 베이스 조인트(210)의 외경 크기와 일치하도록 외면보다 큰 플랜지(도면부호 미도시)가 형성된다.
즉, 상기 플랜지의 외주면과 몸체의 외면은 단차를 이루도록 형성된다.
이에 따라, 상기 가이드 부재(214)는 베이스 조인트(210)의 결합 홈(213)에 결합시 플랜지의 외주면이 베이스 조인트(210)의 외면과 평행을 이루게 된다.
그리고 상기 결합 홈(213)에 결합된 가이드 부재(214)를 일 측으로 인출(引出)하면, 추후 상기 베이스 조인트(210)와 구동 조인트(230)의 결합시 베이스 조인트(210)와 커버(220) 및 구동 조인트(230) 사이에 형성(발생)되는 틈(G)을 커버(가림)하게 된다.
따라서, 상기 베이스 조인트(210)와 커버(220) 및 구동 조인트(230) 사이에 형성(발생)되는 틈(G)이 가이드 부재(214)에 의해 완전히 커버(가림)되므로 외부로부터 이물질의 유입을 방지할 수 있다.
또, 상기 가이드 부재(214)의 외면은 베이스 조인트(210)의 결합 홈(213)에 결합후 인출(引出)시, 베이스 조인트(210) 외면과 단차(單差)를 형성하게 된다.
즉, 상기 베이스 조인트(210)와 구동 조인트(230)의 결합후, 베이스 조인트(210)와 커버(220) 및 구동 조인트(230) 사이에 발생되는 틈(G)을 커버(가림)하기 위해 가이드 부재(214)를 인출하게 되면 상기 베이스 조인트(210)의 외면과 가이드 부재(214)의 외면은 상호 단차(單差)를 형성하게 된다.
이를 해소하기 위해 상기 가이드 부재(214)의 외면으로는 고무밴드(215)를 형성한다.
또, 상기 고무밴드(215)는 폭(넓이)이 상기 베이스 조인트(210)와 커버(220) 및 구동 조인트(230) 사이에 발생되는 틈(G)의 크기에 대응하도록 형성되고 두께는 상기 베이스 조인트(210)의 외면과 가이드 부재(214)의 외면 사이에 발생하는 단차(單差)에 대응하도록 형성된다.
이와 같은 구성의 상기 고무밴드(215)는 베이스 조인트(210)와 구동 조인트(230)의 결합시 가이드 부재(214)를 더욱더 견고하게 지지하여 외부 이물질의 유입을 완벽하게 차단함과 동시에 조인트의 외관품질을 향상한다.
상기 커버(220)는 일측 단면 중앙에 상기 감속기(211)의 출력축(211a)을 수용하는 축 수용구멍(221)이 형성되고, 상기 축 수용구멍(221)과 거리를 두고 바깥쪽 면에는 베이스 조인트(210)와 체결을 위한 복수 개의 체결구멍(222)이 형성되며, 상기 체결구멍(222)과 거리를 두고 바깥쪽 면에는 연결을 위한 복수 개의 연결구멍(223)이 형성된다.
여기서, 상기 커버(220)의 연결구멍(223)은 일 측은 작은 직경으로 이루어지고 대향하는 타 일측은 큰 직경으로 이루어지는 키홀 형태로 형성된다.
이와 같이 상기 연결구멍(223)을 키홀 형태로 형성함에 따라 큰 직경으로 구동 조인트(230)와 커버(220)를 연결하기 위한 체결구(232)의 헤드를 삽입한 후, 상기 구동 조인트(230)를 일 측방향 예컨대, 반시계방향으로 회전시키면 체결구(232)의 몸체와 헤드가 작은 직경 쪽으로 이동하여 이탈이 방지된다.
따라서, 상기 커버(220)와 구동 조인트(230)의 연결작업을 신속하고 쉽게 이룰 수 있다.
또, 상기 커버(220)의 연결구멍(223)은 구동 조인트(230)의 일측단 면에 형성되는 체결구(232)와 마주하는 위치에 형성된다.
즉, 상기 커버(220)의 연결구멍(223)은 추후 설명할 구동 조인트(230)에 형성되는 체결구(232)와 마주하는 위치에 형성함으로써, 베이스 조인트(210)와 커버(220)의 외경을 구동 조인트(230)의 외경과 동일하게 하여 조인트 사이즈를 콤팩트(compact)화할 수 있다.
상기 구동 조인트(230)는 일측단 면에 원주를 따라 복수 개의 체결홈(231)이 형성되고 상기 각 체결홈(231)에는 상기 커버(220)와 연결을 위한 체결구(232)가 형성된다.
여기서, 상기 각 체결홈(231)과 체결구(232)는 상기 커버(220)의 연결구멍(223)과 마주하도록 구동 조인트(230)의 일측단 면에 형성된다.
즉, 상기 구동 조인트(230)는 커버(220)와 연결을 위한 체결홈(231) 및 체결구(232)가 일측단 면을 벗어나지 않도록 형성함으로써, 조인트 사이즈를 콤팩트(compact)화할 수 있다.
그리고 상기 구동 조인트(230)의 각 체결홈(231)에 구비되는 체결구(232)는 1차 체결시에는 일부만 체결되고 2차 체결시에는 완전 체결된다.
좀 더 구체적으로는 상기 구동 조인트(230)는 커버(220)와 연결작업시 각 체결홈(231)에 체결구(232)의 몸체 일부만 체결되도록 가체결한다.
다음, 상기 커버(220)의 연결구멍(223)과 구동 조인트(230)의 체결구(232)를 상호 동일한 축을 이루도록 위치시킨 후 체결구(232)를 연결구멍(223)에 삽입한다.
이어서, 상기 구동 조인트(230)를 일 측방향 예컨대, 반시계방향으로 회전시켜 체결구(232)의 몸체가 연결구멍(223)에 지지되도록 한 후, 베이스 조인트(210)와 커버(220) 사이에 위치하는 틈(G)으로 스패너와 같은 조임공구(미도시)를 삽입하여 체결구(232)를 완전히 체결한다.
따라서, 본 발명은 상기 커버(220)와 연결을 위한 구동 조인트(230)의 체결홈(231)과 체결구(232)를 지름을 벗어나지 않는 일측단 면에 형성하여 종래의 베이스 조인트(210) 및 커버(220)와 구동 조인트(230) 사이에 발생하는 연결(결합) 단차를 제거할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 구동 조인트(230)는 체결홈(231)과 체결구(232)를 지름을 벗어나지 않도록 형성함으로써, 구동 조인트(230)의 형상과 무관하게 베이스 조인트(210)에 커버(220)를 통해 연결할 수 있다.
따라서, 본 발명은 조인트의 공용화를 이루어 원가절감 및 부품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 조인트(200)를 구비하는 로봇(미도시)을 더 제공한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 조립관계를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 베이스 조인트(210)의 내부 중앙에 감속기(211)를 결합하고, 결합 홈(213)으로는 가이드 부재(214)를 인출 가능하도록 결합하며, 상기 체결구멍(212)과 커버(220)의 체결구멍(222)이 동일한 축을 이루도록 위치시킨 후 별도의 체결구(미도시)를 이용하여 체결한다.
그리고 상기 구동 조인트(230)의 체결홈(231)에 와셔(도면부호 미도시)를 구비하는 체결구(232)를 몸체 일부만 체결되도록 가체결한다.
다음, 상기 구동 조인트(230)에 가체결된 체결구(232)와 베이스 조인트(210)에 체결된 커버(220)의 연결구멍(223)을 상호 동일한 축을 이루도록 위치시킨 후 체결구(232)를 연결구멍(223)에 삽입한다.
이때, 상기 체결구(232)의 헤드가 연결구멍(223)의 큰 직경으로 삽입된다.
이어서, 상기 구동 조인트(230)를 예컨대, 반시계방향으로 회전시켜 체결구(232)의 몸체와 헤드가 작은 직경 쪽으로 이동하여 이탈을 방지토록 한다.
이때, 상기 체결구(232)의 몸체는 직경이 작은 연결구멍(223)에 지지된다.
계속해서, 상기 베이스 조인트(210)와 커버(220) 사이에 위치하는 틈(G)으로 스패너와 같은 조임공구(미도시)를 삽입하여 체결구(232)를 완전히 체결한다.
이에 따라, 상기 체결구(232)가 커버(220)와 구동 조인트(230)를 견고하게 체결함으로써, 커버(220)를 장착한 베이스 조인트(210)와 구동 조인트(230)가 상호 연결된다.
다음, 상기 베이스 조인트(210)와 구동 조인트(230)의 연결이 완료되면 상기 베이스 조인트(210)의 결합 홈(213)에 삽입되어 있는 가이드 부재(214)를 구동 조인트(230) 쪽으로 인출하여 베이스 조인트(210)와 커버(220) 및 구동 조인트(230) 사이에 형성(발생)되는 틈(G)을 커버(가림)하도록 덮는다.
그리고 상기 가이드 부재(214)의 외면에 고무밴드(215)을 덧씌워지도록 결합하여 조립작업을 완료한다.
따라서 본 발명은 체결구를 외부로 노출시키지 않도록 하여 미감을 향상시키고, 또 체결부분의 틈을 밀폐시켜 외부 이물질의 유입을 차단하여 내구성 향상과 유지보수 및 청소 주기를 연장할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
200 : 로봇용 조인트 210 : 베이스 조인트
211 : 감속기 211a : 출력축
212 : 체결구멍 213 : 결합 홈
214 : 가이드 부재 215 : 고무밴드
220 : 커버 221 : 축 수용구멍
222 : 체결구멍 223 : 연결구멍
230 : 구동 조인트 231 : 체결홈
232 : 체결구

Claims (10)

  1. 로봇용 조인트에 있어서,
    내부 중앙에 감속기가 결합 되고 상기 감속기가 결합된 외측 면에는 복수 개의 체결구멍이 형성되며, 상기 체결구멍이 형성된 가장자리 면에는 결합 홈이 형성된 베이스 조인트와;
    일측 단면 중앙에 감속기의 출력축을 수용하는 축 수용구멍이 형성되고, 상기 축 수용구멍과 거리를 두고 바깥쪽 면에는 복수 개의 체결구멍이 형성되며, 상기 체결구멍과 거리를 두고 바깥쪽 면에는 연결을 위한 복수 개의 연결구멍이 형성된 커버와;
    일측단 면에 원주를 따라 복수 개의 체결홈이 형성되고 상기 각 체결홈에는 상기 커버와 연결을 위한 체결구가 형성된 구동 조인트; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇용 조인트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 조인트의 결합 홈에는 가이드 부재가 인출 가능하도록 결합 되는 것을 특징으로 하는 로봇용 조인트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 조인트의 결합 홈은 가이드 부재가 인출 가능하도록 길이 방향으로 가이드 부재의 길이 보다 깊게 형성 되는 것을 특징으로 하는 로봇용 조인트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동 조인트의 체결홈에 구비되는 체결구는 1차 체결시에는 일부만 체결되고 2차 체결시에는 완전 체결되는 것을 특징으로 하는 로봇용 조인트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 커버의 연결구멍은 일 측은 작은 직경으로 이루어지고 대향하는 타 일측은 큰 직경으로 이루어지는 키홀 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇용 조인트.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 일 측으로 인출(引出)하면, 베이스 조인트와 커버 및 구동 조인트 사이에 형성(발생)되는 틈을 커버(가림)하는 것을 특징으로 하는 로봇용 조인트.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 가이드 부재의 선단 부분은 베이스 조인트의 외경 크기와 일치하도록 외면보다 큰 플랜지가 형성되고, 상기 플랜지의 외주면과 몸체의 외면은 단차를 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇용 조인트.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 가이드 부재의 외면으로는 고무밴드가 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇용 조인트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고무밴드는 폭(넓이)이 베이스 조인트와 커버 및 구동 조인트 사이에 발생되는 틈(G)의 크기에 대응하도록 형성되고 두께는 상기 베이스 조인트의 외면과 가이드 부재의 외면 사이에 발생하는 단차(單差)에 대응하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇용 조인트.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 조인트를 구비하는 로봇.
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