KR20210082935A

KR20210082935A - 직렬탄성 구동기

Info

Publication number: KR20210082935A
Application number: KR1020190175416A
Authority: KR
Inventors: 박희창
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2021-07-06
Also published as: US20230250852A1; US11639739B2; US20210199159A1

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 직렬탄성 구동기는, 회전 동력원에 의해 회전하는 기어; 기어의 일면에 함몰 형성된 장착홈; 장착홈에 수용되고 비금속 탄성재질을 포함하며 원주 방향으로 서로 이격된 복수개의 탄성체; 기어의 일면을 커버하는 출력부; 및 출력부에서 복수개의 탄성체 중 서로 이웃한 한 쌍의 탄성체 사이로 삽입되도록 돌출된 적어도 하나의 삽입부를 포함할 수 있다.

Description

직렬탄성 구동기{SERIES ELASTIC ACTUATOR}

본 발명은 직렬탄성 구동기에 관한 것이다.

직렬 탄성 구동기(SEA: Series Elastic Actuator)는 일반적으로 모터와 같은 동력원의 구동축에 소정의 탄성체를 직렬로 연결한 구동기이다. 결합된 탄성체로 인해 구동기가 외력에 유연하게 적응할 수 있고, 탄성체의 변위를 측정하면 구동기의 토크를 알아낼 수 있어, 이를 구동기의 피드백 제어에 이용하여 구동 강성을 가변적으로 제어할 수 있다.

종래의 직렬 탄성 구동기는 토크측정을 위해 일반적으로 토션 스프링 또는 인장-압축 스프링을 사용한다.

그러나, 종래의 직렬 탄성 구동기는, 감속기어와 스프링이 별도로 구비되므로, 스프링의 배치 및 연결을 위한 추가적인 공간 및 구성이 필요한 문제점이 있었다.

또한, 종래의 직렬 탄성 구동기는 일정 크기 이하로 제작되는 경우에 스프링의 강성을 조절하기 어려운 문제점이 있었다.

KR 10-2017-0037442A (2017.04.04. 공개)

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는 컴팩트한 직렬 탄성 구동기를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 컴팩트하면서도 필요한 강성의 설계가 용이한 직렬 탄성 구동기를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 직렬탄성 구동기는, 회전 동력원에 의해 회전하는 기어; 상기 기어의 일면에 함몰 형성된 장착홈; 상기 장착홈에 수용되고 비금속 탄성재질을 포함하며 원주 방향으로 서로 이격된 복수개의 탄성체; 상기 기어의 일면을 커버하는 출력부; 및 상기 출력부에서 상기 복수개의 탄성체 중 서로 이웃한 한 쌍의 탄성체 사이로 삽입되도록 돌출된 적어도 하나의 삽입부를 포함할 수 있다.

상기 장착홈의 내둘레에는, 반경 내측방향으로 돌출되고 원주 방향에 대해 상기 탄성체를 지지하는 복수개의 지지부가 형성될 수 있다.

상기 탄성체는, 원주 방향에 대해 상기 삽입부와 상기 지지부 사이에서 압축될 수 있다.

상기 출력부에는, 축방향으로 상기 탄성체를 마주보는 단차부가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 직렬탄성 구동기는, 회전 동력원에 의해 회전하는 기어; 상기 기어의 일면에 함몰 형성된 장착홈; 상기 장착홈에 수용되고 비금속 탄성재질을 포함하며 원주 방향으로 서로 이격된 복수개의 탄성체; 상기 탄성체에 축방향으로 관통된 관통공; 상기 기어의 일면을 커버하는 출력부; 및 상기 출력부에서 상기 관통공으로 삽입되도록 돌출된 복수개의 삽입부를 포함할 수 있다.

상기 삽입부의 직경은 상기 관통공의 직경보다 클 수 있다.

상기 탄성체는, 원주 방향에 대해 서로 이웃한 한 쌍의 지지부 사이에서 압축될 수 있다.

상기 탄성체는 합성 수지 재질을 포함할 수 있다.

상기 탄성체는 우레탄 재질을 포함할 수 있다.

상기 탄성체는 반경 외측으로 갈수록 원주방향 길이가 길어지는 아크 형상일 수 있다.

상기 출력부에 연결되고 상기 기어를 관통하는 샤프트를 더 포함할 수 있다.

상기 직렬탄성 구동기는, 상기 샤프트에 연결되고 상기 기어에 대해 상기 출력부의 반대편에 위치한 각도센서를 더 포함할 수 있다.

상기 장착홈에는 상기 샤프트가 통과하는 중공부가 형성될 수 있다.

상기 중공부의 외둘레는 반경 방향으로 상기 탄성체와 이격될 수 있다.

상기 중공부의 내둘레에는, 상기 샤프트를 반경 방향에 대해 지지하는 베어링이 장착되는 베어링 장착홈이 형성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기어에는 복수개의 탄성체가 수용되는 장착홈이 형성될 수 있고, 출력부의 삽입부는 복수개의 탄성체 사이로 삽입되거나, 탄성체에 형성된 관통공으로 삽입될 수 있다. 이로써, 종래의 스프링 방식에 비해 직렬 탄성 구동기가 컴팩트해질 수 있다.

또한, 탄성체의 형상이나 개수를 조절하여 탄성체의 강성을 용이하게 변경할 수 있다. 이로써, 탄성체의 크기를 컴팩트하게 유지하면서도 탄성체가 필요한 강성을 갖도록 용이하게 설계할 수 있다.

또한, 탄성체는 우레탄과 같은 합성수지 재질을 포함할 수 있다. 이로써, 탄성체의 형상이 간단해지고, 탄성체의 탄성계수를 용이하게 설계할 수 있다.

또한, 탄성체는 기어에 함몰 형성된 장착홈에 장착될 수 있다. 이로써, 기어와 탄성체의 조합체가 컴팩트해질 수 있다.

또한, 출력부에 형성된 단차부에 의해 출력부와 탄성체가 축방향으로 이격될 수 있다. 이로써, 탄성체의 형상 변형이 가능한 여유 공간이 형성될 수 있고, 탄성체가 원활하게 탄성 변형될 수 있다.

또한, 탄성체는 반경 외측으로 갈수록 원주방향 길이가 길어지는 아크 형상일 수 있다. 이로써, 회전 방향에 대한 탄성체의 탄성 계수가 비교적 일정하게 유지될 수 있다.

또한, 출력부의 삽입부가 복수개의 탄성체 사이로 삽입되는 경우, 탄성체는 기어의 지지부와 출력부의 삽입부의 사이에서 압축될 수 있다. 이로써, 탄성체는 기구적인 백래쉬 없이 기어의 회전력을 출력부로 전달할 수 있다.

또한, 출력부의 삽입부가 탄성체에 형성된 관통공으로 삽입되는 경우, 삽입부의 직경은 관통공의 직경보다 클 수 있다. 이로써, 관통공에 삽입된 삽입부는 탄성체를 가압할 수 있고, 탄성체는 기구적인 백래쉬 없이 기어의 회전력을 출력부로 전달할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇을 포함하는 AI 장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇과 연결되는 AI 서버를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 시스템을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 직렬탄성 구동기를 포함하는 로봇의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 로봇이 착용된 상태가 도시된 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 직렬탄성 구동기의 일 예가 도시된 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 직렬탄성 구동기의 분해도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 직렬탄성 구동기의 다른 예가 도시된 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 직렬탄성 구동기의 절개 사시도이다.
도 10은 도 8에 도시된 직렬탄성 구동기의 분해도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 기어모듈의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 기어모듈의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 기어모듈에서 출력부를 분리시킨 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 기어모듈의 분해도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 단차부가 도시된 도면이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성 기어모듈에서 출력부를 분리시킨 도면이다.
도 17는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성 기어모듈의 분해도이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.

이하에서, 일 요소가 타 요소에 "체결" 또는 "연결"된다고 기재된 것은, 두 요소가 직접 체결되거나 연결된 것을 의미하거나, 두 요소 사이에 제3의 요소가 존재하고 상기 제3의 요소에 의해 두 요소가 서로 연결되거나 체결된 것을 의미할 수 있다. 반면, 일 요소가 타 요소에 "직접 체결" 또는 "직접 연결"된다고 기재한 것은, 두 요소 사이에 제3의 요소가 존재하지 않는다고 이해될 수 있을 것이다.

<로봇(Robot)>

로봇은 스스로 보유한 능력에 의해 주어진 일을 자동으로 처리하거나 작동하는 기계를 의미할 수 있다. 특히, 환경을 인식하고 스스로 판단하여 동작을 수행하는 기능을 갖는 로봇을 지능형 로봇이라 칭할 수 있다.

로봇은 사용 목적이나 분야에 따라 산업용, 의료용, 가정용, 군사용 등으로 분류할 수 있다.

로봇은 액츄에이터 또는 모터를 포함하는 구동부를 구비하여 로봇 관절을 움직이는 등의 다양한 물리적 동작을 수행할 수 있다. 또한, 이동 가능한 로봇은 구동부에 휠, 브레이크, 프로펠러 등이 포함되어, 구동부를 통해 지상에서 주행하거나 공중에서 비행할 수 있다.

<인공 지능(AI: Artificial Intelligence)>

인공 지능은 인공적인 지능 또는 이를 만들 수 있는 방법론을 연구하는 분야를 의미하며, 머신 러닝(기계 학습, Machine Learning)은 인공 지능 분야에서 다루는 다양한 문제를 정의하고 그것을 해결하는 방법론을 연구하는 분야를 의미한다. 머신 러닝은 어떠한 작업에 대하여 꾸준한 경험을 통해 그 작업에 대한 성능을 높이는 알고리즘으로 정의하기도 한다.

인공 신경망(ANN: Artificial Neural Network)은 머신 러닝에서 사용되는 모델로써, 시냅스의 결합으로 네트워크를 형성한 인공 뉴런(노드)들로 구성되는, 문제 해결 능력을 가지는 모델 전반을 의미할 수 있다. 인공 신경망은 다른 레이어의 뉴런들 사이의 연결 패턴, 모델 파라미터를 갱신하는 학습 과정, 출력값을 생성하는 활성화 함수(Activation Function)에 의해 정의될 수 있다.

인공 신경망은 입력층(Input Layer), 출력층(Output Layer), 그리고 선택적으로 하나 이상의 은닉층(Hidden Layer)를 포함할 수 있다. 각 층은 하나 이상의 뉴런을 포함하고, 인공 신경망은 뉴런과 뉴런을 연결하는 시냅스를 포함할 수 있다. 인공 신경망에서 각 뉴런은 시냅스를 통해 입력되는 입력 신호들, 가중치, 편향에 대한 활성 함수의 함숫값을 출력할 수 있다.

모델 파라미터는 학습을 통해 결정되는 파라미터를 의미하며, 시냅스 연결의 가중치와 뉴런의 편향 등이 포함된다. 그리고, 하이퍼파라미터는 머신 러닝 알고리즘에서 학습 전에 설정되어야 하는 파라미터를 의미하며, 학습률(Learning Rate), 반복 횟수, 미니 배치 크기, 초기화 함수 등이 포함된다.

인공 신경망의 학습의 목적은 손실 함수를 최소화하는 모델 파라미터를 결정하는 것으로 볼 수 있다. 손실 함수는 인공 신경망의 학습 과정에서 최적의 모델 파라미터를 결정하기 위한 지표로 이용될 수 있다.

머신 러닝은 학습 방식에 따라 지도 학습(Supervised Learning), 비지도 학습(Unsupervised Learning), 강화 학습(Reinforcement Learning)으로 분류할 수 있다.

지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블(label)이 주어진 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미하며, 레이블이란 학습 데이터가 인공 신경망에 입력되는 경우 인공 신경망이 추론해 내야 하는 정답(또는 결과 값)을 의미할 수 있다. 비지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블이 주어지지 않는 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미할 수 있다. 강화 학습은 어떤 환경 안에서 정의된 에이전트가 각 상태에서 누적 보상을 최대화하는 행동 혹은 행동 순서를 선택하도록 학습시키는 학습 방법을 의미할 수 있다.

인공 신경망 중에서 복수의 은닉층을 포함하는 심층 신경망(DNN: Deep Neural Network)으로 구현되는 머신 러닝을 딥 러닝(심층 학습, Deep Learning)이라 부르기도 하며, 딥 러닝은 머신 러닝의 일부이다. 이하에서, 머신 러닝은 딥 러닝을 포함하는 의미로 사용된다.

<자율 주행(Self-Driving)>

자율 주행은 스스로 주행하는 기술을 의미하며, 자율 주행 차량은 사용자의 조작 없이 또는 사용자의 최소한의 조작으로 주행하는 차량(Vehicle)을 의미한다.

예컨대, 자율 주행에는 주행중인 차선을 유지하는 기술, 어댑티브 크루즈 컨트롤과 같이 속도를 자동으로 조절하는 기술, 정해진 경로를 따라 자동으로 주행하는 기술, 목적지가 설정되면 자동으로 경로를 설정하여 주행하는 기술 등이 모두 포함될 수 있다.

차량은 내연 기관만을 구비하는 차량, 내연 기관과 전기 모터를 함께 구비하는 하이브리드 차량, 그리고 전기 모터만을 구비하는 전기 차량을 모두 포괄하며, 자동차뿐만 아니라 기차, 오토바이 등을 포함할 수 있다.

이때, 자율 주행 차량은 자율 주행 기능을 가진 로봇으로 볼 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇을 포함하는 AI 장치(10)를 나타낸다.

AI 장치(10)는 TV, 프로젝터, 휴대폰, 스마트폰, 데스크탑 컴퓨터, 노트북, 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 태블릿 PC, 웨어러블 장치, 셋톱박스(STB), DMB 수신기, 라디오, 세탁기, 냉장고, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지, 로봇, 차량 등과 같은, 고정형 기기 또는 이동 가능한 기기 등으로 구현될 수 있다.

도 1을 참조하면, 단말기(10)는 통신 인터페이스(11), 입력 인터페이스(12), 러닝 프로세서(13), 센서(14), 출력 인터페이스(15), 메모리(17) 및 프로세서(18) 등을 포함할 수 있다.

통신 인터페이스(11)는 유무선 통신 기술을 이용하여 다른 AI 장치(10a 내지 10e)나 AI 서버(20) 등의 외부 장치들과 데이터를 송수신할 수 있다. 예컨대, 통신 인터페이스(11)는 외부 장치들과 센서 정보, 사용자 입력, 학습 모델, 제어 신호 등을 송수신할 수 있다.

이때, 통신 인터페이스(11)가 이용하는 통신 기술에는 GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), LTE(Long Term Evolution), 5G, WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), 블루투스(Bluetooth??), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), ZigBee, NFC(Near Field Communication) 등이 있다.

입력 인터페이스(12)는 다양한 종류의 데이터를 획득할 수 있다.

이때, 입력 인터페이스(12)는 영상 신호 입력을 위한 카메라, 오디오 신호를 수신하기 위한 마이크로폰, 사용자로부터 정보를 입력 받기 위한 사용자 입력 인터페이스 등을 포함할 수 있다. 여기서, 카메라나 마이크로폰을 센서로 취급하여, 카메라나 마이크로폰으로부터 획득한 신호를 센싱 데이터 또는 센서 정보라고 할 수도 있다.

입력 인터페이스(12)는 모델 학습을 위한 학습 데이터 및 학습 모델을 이용하여 출력을 획득할 때 사용될 입력 데이터 등을 획득할 수 있다. 입력 인터페이스(12)는 가공되지 않은 입력 데이터를 획득할 수도 있으며, 이 경우 프로세서(18) 또는 러닝 프로세서(13)는 입력 데이터에 대하여 전처리로써 입력 특징점(input feature)을 추출할 수 있다.

러닝 프로세서(13)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망으로 구성된 모델을 학습시킬 수 있다. 여기서, 학습된 인공 신경망을 학습 모델이라 칭할 수 있다. 학습 모델은 학습 데이터가 아닌 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론해 내는데 사용될 수 있고, 추론된 값은 어떠한 동작을 수행하기 위한 판단의 기초로 이용될 수 있다.

이때, 러닝 프로세서(13)는 AI 서버(20)의 러닝 프로세서(24)과 함께 AI 프로세싱을 수행할 수 있다.

이때, 러닝 프로세서(13)는 AI 장치(10)에 통합되거나 구현된 메모리를 포함할 수 있다. 또는, 러닝 프로세서(13)는 메모리(17), AI 장치(10)에 직접 결합된 외부 메모리 또는 외부 장치에서 유지되는 메모리를 사용하여 구현될 수도 있다.

센서(14)는 다양한 센서들을 이용하여 AI 장치(10) 내부 정보, AI 장치(10)의 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다.

이때, 센서(14)에 포함되는 센서에는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, RGB 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰, 라이다, 레이더 등이 있다.

출력 인터페이스(15)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시킬 수 있다.

이때, 출력 인터페이스(15)에는 시각 정보를 출력하는 디스플레이부, 청각 정보를 출력하는 스피커, 촉각 정보를 출력하는 햅틱 모듈 등이 포함될 수 있다.

메모리(17)는 AI 장치(10)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장할 수 있다. 예컨대, 메모리(17)는 입력 인터페이스(12)에서 획득한 입력 데이터, 학습 데이터, 학습 모델, 학습 히스토리 등을 저장할 수 있다.

프로세서(18)는 데이터 분석 알고리즘 또는 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 결정되거나 생성된 정보에 기초하여, AI 장치(10)의 적어도 하나의 실행 가능한 동작을 결정할 수 있다. 그리고, 프로세서(18)는 AI 장치(10)의 구성 요소들을 제어하여 결정된 동작을 수행할 수 있다.

이를 위해, 프로세서(18)는 러닝 프로세서(13) 또는 메모리(17)의 데이터를 요청, 검색, 수신 또는 활용할 수 있고, 상기 적어도 하나의 실행 가능한 동작 중 예측되는 동작이나, 바람직한 것으로 판단되는 동작을 실행하도록 AI 장치(10)의 구성 요소들을 제어할 수 있다.

이때, 프로세서(18)는 결정된 동작을 수행하기 위하여 외부 장치의 연계가 필요한 경우, 해당 외부 장치를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성한 제어 신호를 해당 외부 장치에 전송할 수 있다.

프로세서(18)는 사용자 입력에 대하여 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 사용자의 요구 사항을 결정할 수 있다.

이때, 프로세서(18)는 음성 입력을 문자열로 변환하기 위한 STT(Speech To Text) 엔진 또는 자연어의 의도 정보를 획득하기 위한 자연어 처리(NLP: Natural Language Processing) 엔진 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여, 사용자 입력에 상응하는 의도 정보를 획득할 수 있다.

이때, STT 엔진 또는 NLP 엔진 중에서 적어도 하나 이상은 적어도 일부가 머신 러닝 알고리즘에 따라 학습된 인공 신경망으로 구성될 수 있다. 그리고, STT 엔진 또는 NLP 엔진 중에서 적어도 하나 이상은 러닝 프로세서(13)에 의해 학습된 것이나, AI 서버(20)의 러닝 프로세서(24)에 의해 학습된 것이거나, 또는 이들의 분산 처리에 의해 학습된 것일 수 있다.

프로세서(18)는 AI 장치(10)의 동작 내용이나 동작에 대한 사용자의 피드백 등을 포함하는 이력 정보를 수집하여 메모리(17) 또는 러닝 프로세서(13)에 저장하거나, AI 서버(20) 등의 외부 장치에 전송할 수 있다. 수집된 이력 정보는 학습 모델을 갱신하는데 이용될 수 있다.

프로세서(18)는 메모리(17)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, AI 장치(10)의 구성 요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 프로세서(18)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, AI 장치(10)에 포함된 구성 요소들 중 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇과 연결되는 AI 서버(20)를 나타낸다.

도 2를 참조하면, AI 서버(20)는 머신 러닝 알고리즘을 이용하여 인공 신경망을 학습시키거나 학습된 인공 신경망을 이용하는 장치를 의미할 수 있다. 여기서, AI 서버(20)는 복수의 서버들로 구성되어 분산 처리를 수행할 수도 있고, 5G 네트워크로 정의될 수 있다. 이때, AI 서버(20)는 AI 장치(10)의 일부의 구성으로 포함되어, AI 프로세싱 중 적어도 일부를 함께 수행할 수도 있다.

AI 서버(20)는 통신 인터페이스(21), 메모리(23), 러닝 프로세서(24) 및 프로세서(26) 등을 포함할 수 있다.

통신 인터페이스(21)는 AI 장치(10) 등의 외부 장치와 데이터를 송수신할 수 있다.

메모리(23)는 모델 스토리지(23a)를 포함할 수 있다. 모델 스토리지(23a)는 러닝 프로세서(24)을 통하여 학습 중인 또는 학습된 모델(또는 인공 신경망, 23b)을 저장할 수 있다.

러닝 프로세서(24)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망(23b)을 학습시킬 수 있다. 학습 모델은 인공 신경망의 AI 서버(20)에 탑재된 상태에서 이용되거나, AI 장치(10) 등의 외부 장치에 탑재되어 이용될 수도 있다.

학습 모델은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 학습 모델의 일부 또는 전부가 소프트웨어로 구현되는 경우 학습 모델을 구성하는 하나 이상의 명령어(instruction)는 메모리(23)에 저장될 수 있다.

프로세서(26)는 학습 모델을 이용하여 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 시스템(1)을 나타낸다.

도 3을 참조하면, AI 시스템(1)은 AI 서버(20), 로봇(10a), 자율 주행 차량(10b), XR 장치(10c), 스마트폰(10d) 또는 가전(10e) 중에서 적어도 하나 이상이 클라우드 네트워크(2)와 연결된다. 여기서, AI 기술이 적용된 로봇(10a), 자율 주행 차량(10b), XR 장치(10c), 스마트폰(10d) 또는 가전(10e) 등을 AI 장치(10a 내지 10e)라 칭할 수 있다.

클라우드 네트워크(2)는 클라우드 컴퓨팅 인프라의 일부를 구성하거나 클라우드 컴퓨팅 인프라 안에 존재하는 네트워크를 의미할 수 있다. 여기서, 클라우드 네트워크(2)는 3G 네트워크, 4G 또는 LTE(Long Term Evolution) 네트워크 또는 5G 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다.

즉, AI 시스템(1)을 구성하는 각 장치들(10a 내지 10e, 20)은 클라우드 네트워크(2)를 통해 서로 연결될 수 있다. 특히, 각 장치들(10a 내지 10e, 20)은 기지국을 통해서 서로 통신할 수도 있지만, 기지국을 통하지 않고 직접 서로 통신할 수도 있다.

AI 서버(20)는 AI 프로세싱을 수행하는 서버와 빅 데이터에 대한 연산을 수행하는 서버를 포함할 수 있다.

AI 서버(20)는 AI 시스템(1)을 구성하는 AI 장치들인 로봇(10a), 자율 주행 차량(10b), XR 장치(10c), 스마트폰(10d) 또는 가전(10e) 중에서 적어도 하나 이상과 클라우드 네트워크(2)을 통하여 연결되고, 연결된 AI 장치들(10a 내지 10e)의 AI 프로세싱을 적어도 일부를 도울 수 있다.

이때, AI 서버(20)는 AI 장치(10a 내지 10e)를 대신하여 머신 러닝 알고리즘에 따라 인공 신경망을 학습시킬 수 있고, 학습 모델을 직접 저장하거나 AI 장치(10a 내지 10e)에 전송할 수 있다.

이때, AI 서버(20)는 AI 장치(10a 내지 10e)로부터 입력 데이터를 수신하고, 학습 모델을 이용하여 수신한 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성하여 AI 장치(10a 내지 10e)로 전송할 수 있다.

또는, AI 장치(10a 내지 10e)는 직접 학습 모델을 이용하여 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수도 있다.

이하에서는, 상술한 기술이 적용되는 AI 장치(10a 내지 10e)의 다양한 실시 예들을 설명한다. 여기서, 도 3에 도시된 AI 장치(10a 내지 10e)는 도 1에 도시된 AI 장치(10)의 구체적인 실시 예로 볼 수 있다.

<AI+로봇>

로봇(10a)은 AI 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다.

로봇(10a)은 동작을 제어하기 위한 로봇 제어 모듈을 포함할 수 있고, 로봇 제어 모듈은 소프트웨어 모듈 또는 이를 하드웨어로 구현한 칩을 의미할 수 있다.

로봇(10a)은 다양한 종류의 센서들로부터 획득한 센서 정보를 이용하여 로봇(10a)의 상태 정보를 획득하거나, 주변 환경 및 객체를 검출(인식)하거나, 맵 데이터를 생성하거나, 이동 경로 및 주행 계획을 결정하거나, 사용자 상호작용에 대한 응답을 결정하거나, 동작을 결정할 수 있다.

여기서, 로봇(10a)은 이동 경로 및 주행 계획을 결정하기 위하여, 라이다, 레이더, 카메라 중에서 적어도 하나 이상의 센서에서 획득한 센서 정보를 이용할 수 있다.

로봇(10a)은 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 로봇(10a)은 학습 모델을 이용하여 주변 환경 및 객체를 인식할 수 있고, 인식된 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 이용하여 동작을 결정할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 로봇(10a)에서 직접 학습되거나, AI 서버(20) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다.

이때, 로봇(10a)은 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(20) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.

로봇(10a)은 맵 데이터, 센서 정보로부터 검출한 객체 정보 또는 외부 장치로부터 획득한 객체 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 이동 경로와 주행 계획을 결정하고, 구동부를 제어하여 결정된 이동 경로와 주행 계획에 따라 로봇(10a)을 주행시킬 수 있다.

맵 데이터에는 로봇(10a)이 이동하는 공간에 배치된 다양한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, 맵 데이터에는 벽, 문 등의 고정 객체들과 화분, 책상 등의 이동 가능한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 그리고, 객체 식별 정보에는 명칭, 종류, 거리, 위치 등이 포함될 수 있다.

또한, 로봇(10a)은 사용자의 제어/상호작용에 기초하여 구동부를 제어함으로써, 동작을 수행하거나 주행할 수 있다. 이때, 로봇(10a)은 사용자의 동작이나 음성 발화에 따른 상호작용의 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 응답을 결정하여 동작을 수행할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 직렬탄성 구동기를 포함하는 로봇의 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 로봇이 착용된 상태가 도시된 도면이다.

본 실시예에 따른 로봇(100)은 앞서 설명한 로봇(10a)을 의미할 수 있다. 또한, 이하에서는 로봇(100)이 웨어러블 로봇인 경우를 예로 들어 설명하나 이에 한정되는 것은 아니다.

로봇(100)은 본체(101)와, 연결 프레임(102)과, 직렬탄성 구동기(110)(SEA: Series Elastic Actuator)(이하, '구동기'로 명명)와, 가동부(103)와, 장착부(104)를 포함할 수 있다.

본체(101)는 착용자의 신체(H)의 후방에 위치할 수 있다. 좀 더 상세히, 본체(101)는 신체(H)의 등 또는 허리의 후방에 위치할 수 있다.

본체(101)는 하우징과, 상기 하우징에 내장된 배터리 및 전장부품을 포함할 수 있다. 상기 전장 부품은 로봇의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

연결 프레임(102)은 본체(101)와 구동기(110)를 연결할 수 있다. 연결 프레임(102)는 본체(101)의 양측에 연결된 한 쌍이 구비될 수 있다.

연결 프레임(102)는 착용자의 신체(H)의 둘레를 따라 전방으로 절곡된 형상을 가질 수 있다. 즉, 연결 프레임(102)의 본체(101) 측 단부는 대략 측방을 향하고 연결부(102)의 구동기(110) 측 단부는 대략 전방을 향할 수 있다.

구동기(110)는 착용자의 신체(H)의 양측에 위치할 수 있다. 일례로, 구동기(110)는 신체(H)의 고관절 양측에 위치할 수 있다.

구동기(110)는 연결 프레임(102)와 힌지 연결될 수 있다. 따라서 사용자는 로봇(100)을 착용한 상태에서도 자유롭게 다리를 벌렸다가 오므릴 수 있다.

가동부(103)는 구동기(110)에 연결되어 회전할 수 있다. 가동부(103)는 대략 하측 또는 하측 전방으로 경사진 방향을 향해 길게 연장될 수 있다.

좀 더 상세히, 가동부(103)의 상단에는 구동기(110)에 연결된 연결부(103a)가 구비될 수 있다. 따라서, 가동부(103)는 연결부(103a)를 중심으로 회전할 수 있다.

장착부(104)는 가동부(103)의 하단에 연결될 수 있다. 장착부(104)는 착용자의 다리, 좀 더 상세히는 허벅지에 장착될 수 있다. 장착부(104)가 착용자의 다리에 장착되기 위한 구성이나 방법은 한정되지 않는다.

구동기(110)가 가동부(103)를 상측으로 회전시키면 장착부(104)는 착용자의 다리에 상측으로 힘을 가할 수 있다. 따라서, 로봇(100)은 착용자가 다리를 올리는 동작을 보조하거나, 서 있는 상태의 착용자가 앉는 동작을 보조할 수 있다.

반대로 구동기(110)가 가동부(103)를 하측으로 회전시키면 장착부(104)는 착용자의 다리에 하측으로 힘을 가할 수 있다. 따라서, 로봇(100)은 착용자가 다리를 내리는 동작을 보조하거나, 앉은 상태의 착용자가 일어서는 동작을 보조할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 직렬탄성 구동기의 일 예가 도시된 도면이고, 도 7은 도 6에 도시된 직렬탄성 구동기의 분해도이다.

이하, 일 예에 따른 구동기(110)에 대해 설명한다.

구동기(110)는 하우징(111)과, 회전 동력원(120)과, 동력 전달부(140)와, 탄성 기어모듈(200)을 포함할 수 있다.

하우징(111)은 구동기(110)의 외관을 형성할 수 있다.

하우징(11)은 제1케이스(112)와, 커버(113)와, 제2케이스(114)를 포함할 수 있다.

제1케이스(112)의 일면은 개방될 수 있고, 커버(113)는 제1케이스(112)의 개방된 일면을 커버할 수 있다.

제1케이스(112) 내부에는 동력 전달부(140)와, 기어(210)와, 출력부(220)와, 탄성체(230)가 배치될 수 있다. 즉, 동력 전달부(140)와, 기어(210)와, 출력부(220)와, 탄성체(230)는 제1케이스(112)와 커버(113)의 사이에 배치될 수 있다.

제2케이스(114)의 일면은 개방될 수 있고, 커버(113)는 제2케이스(114)의 개방된 일면을 커버할 수 있다. 제2케이스(114)는 커버(113)에 대해 제1케이스(112)의 반대편에 위치할 수 있다.

제2케이스(114)의 내부에는 회전 동력원(120)과, 전장부(130)와, 각도 센서(250)가 배치될 수 있다. 즉, 회전 동력원(120)과, 전장부(130)와, 각도 센서(250)는 제2케이스(114)와 커버(113)의 사이에 배치될 수 있다.

커버(113)는 판형일 수 있다. 커버(113)는 제1케이스(112) 또는 제2케이스(114) 중 적어도 하나와 체결될 수 있다.

커버(113)는 제1케이스(112) 내의 공간과 제2케이스(114) 내의 공간을 구획시킬 수 있다. 따라서, 커버(113)는 구획판으로 명명될 수 있다.

회전 동력원(120)은 모터일 수 있다. 회전 동력원(120)은 하우징에 내장될 수 있다. 좀 더 상세히, 회전 동력원(120)은 제2케이스(114)와 커버(113)의 사이에 배치될 수 있다.

회전 동력원(120)의 회전축(121)은, 커버(113)를 통과하여 동력 전달원(140)에 연결될 수 있다. 즉, 커버(113)에는 회전 동력원(120)의 회전축(121)이 통과하는 관통공(113a)이 형성될 수 있다.

회전 동력원(120)은 전장부(130)와 전기적으로 연결될 수 있다. 전장부(130)는 회전 동력원(120)을 제어하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.

전장부(130)는 하우징(111) 내에 위치할 수 있다. 좀 더 상세히, 전장부(130)는 제2케이스(114)와 커버(113)의 사이에 배치될 수 있다. 즉, 전장부(130)는 커버(113)에 대해 회전 동력원(120)과 동일측에 위치할 수 있다. 따라서, 전장부(130)는 회전 동력원(120)과 용이하게 연결될 수 있다.

동력 전달부(140)는 회전 동력원(120)의 회전력을 탄성 기어모듈(200)의 기어(210)로 전달할 수 있다. 동력 전달부(140)는 하우징(111) 내에 위치할 수 있다. 좀 더 상세히, 동력 전달부(140)는 제1케이스(112)와 커버(113)의 사이에 배치될 수 있다. 즉, 동력 전달부(140)는 커버(113)에 대해 회전 동력원(120)의 반대측에 위치할 수 있다.

동력 전달부(140)는 회전 동력원(120)의 회전축(121)에 연결된 원동 기어(141)를 포함할 수 있다. 상기 회전축(121)은 커버(113)에 형성된 관통공(113a)을 통해 원동 기어(141)에 연결될 수 있다. 원동 기어(141)는 스퍼 기어일 수 있다.

원동 기어(141)은 반경 방향에 대해 베어링(144)에 의해 지지될 수 있다. 커버(113)와 제1케이스(112) 중 적어도 하나에는 상기 베어링(144)이 장착되는 베어링 장착부가 형성될 수 있다. 예를 들어, 원동 기어(141)의 일측은 회전축(121)에 연결될 수 있고, 타측은 베어링(144)에 의해 제1케이스(112)에 연결될 수 있다.

동력 전달부(140)는 원동 기어(141)의 회전력을 탄성 기어모듈(200)의 기어(210)로 전달하는 적어도 하나의 중간 기어(142)를 더 포함할 수 있다. 중간 기어(142)는 스퍼 기어일 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 원동 기어(141)가 탄성 기어모듈(200)의 기어(210)와 직접 치합되는 구성도 가능함은 물론이다.

중간 기어(142)은 반경 방향에 대해 베어링(145)(146)에 의해 지지될 수 있다. 커버(113)와 제1케이스(112) 중 적어도 하나에는 상기 베어링(145)(146)이 장착되는 베어링 장착부가 형성될 수 있다. 예를 들어, 중간 기어(142)의 일측은 커버측 베어링(145)에 의해 커버(113)에 연결될 수 있고, 타측은 케이스측 베어링(146)에 의해 제1케이스(112)에 연결될 수 있다.

한편, 탄성 기어모듈(200)은 동력 전달부(140)를 통해 회전 동력원(120)의 회전력을 전달받을 수 있다. 탄성 기어모듈(200)은 상기 회전력을 외부 부하로 전달할 수 있다. 일례로, 탄성 기어모듈(200)은 로봇(100)의 가동부(103)(도 1 참조)에 회전력을 전달할 수 있다.

탄성 기어모듈(200)은 하우징(111) 내에 위치할 수 있다. 탄성 기어모듈(200)의 일부는 제1케이스(112)와 커버(113)의 사이에 위치할 수 있고, 다른 일부는 제2케이스(114)와 커버(113)의 사이에 위치할 수 있다.

좀 더 상세히, 탄성 기어모듈(200)은 기어(210)와, 출력부(220)와, 탄성체(230)와, 샤프트(240)를 포함할 수 있다. 탄성 기어모듈(200)은 각도 센서(250)를 더 포함할 수 있다.

기어(210)는 출력 기어 또는 종동 기어로 명명될 수 있다. 기어(210)는 스퍼 기어일 수 있다. 기어(210)는 중간 기어(142)와 치합될 수 있다. 다만, 앞서 설명한 바와 같이 기어(210)와 원동 기어(140)가 직접 치합되는 것도 가능함은 물론이다.

기어(210)는 케1케이스(112)와 커버(113)의 사이에 배치될 수 있다. 즉, 기어(210)는 커버(113)에 대해 동력 전달부(140)와 동일측에 위치할 수 있다. 따라서, 동력 전달부(140)와 기어(210)가 용이하게 연결될 수 있다.

기어(210)는 반경 방향에 대해 베어링(290)에 의해 지지될 수 있다. 커버(113)에는 베어링(290)이 장착되는 베어링 장착부가 형성될 수 있다. 즉, 기어(210)는 베어링(290)에 의해 커버(113)에 연결될 수 있다.

출력부(220)는 기어(210)에 의해 회전할 수 있다. 출력부(220)는 대략 원판 형상일 수 있다.

출력부(220)는 외부 부하에 연결될 수 있다. 상기 외부 부하는 로봇(100)의 가동부(103)(도 1 참조)를 의미할 수 있다.

좀 더 상세히, 출력부(220)는 커플러(115)을 통해 외부 부하에 연결될 수 있다. 커플러(115)는 대략 원판 형상일 수 있다. 커플러(115)은 하우징(111)의 외부에 위치할 수 있고, 외부 부하와 체결될 수 있다. 일례로, 커플러(115)는 로봇(100)의 가동부(103)의 연결부(103a)(도 1 참조)와 연결될 수 있다.

제1케이스(112)에는 개방부가 형성될 수 있고, 커플러(115)과 출력부(220)는 상기 개방부를 통해 서로 체결될 수 있다.

출력부(220)는 반경 방향에 대해 베어링(280)에 의해 지지될 수 있다. 제1케이스(112)에는 베어링(280)이 장착되는 베어링 장착부가 형성될 수 있다. 즉, 출력부(220)는 베어링(280)에 의해 제1케이스(112)에 연결될 수 있다.

탄성체(230)는 기어(210)와 출력부(220)의 사이에 구비될 수 있다. 탄성체(230)는 기어(210)와 출력부(220)를 연결할 수 있다. 탄성체(230)는 기어(210) 및 출력부(220)와 체결될 수 있다. 따라서, 탄성체(230)는 기어(210)의 회전력을 출력부(220)로 전달할 수 있다.

탄성체(230)는 원주 방향에 대해 탄성 변형될 수 있다. 탄성체(230)에 의해 출력부(220)가 외부 부하에 유연하게 대응할 수 있다.

샤프트(240)는 출력부(220)에 연결될 수 있다. 샤프트(240)는 출력부(220)와 일체일 수 있다. 샤프트(240)는 출력부(220)에서 탄성체(230) 및 기어(210)측으로 길게 연장될 수 있다. 샤프트(240)는 탄성체(230) 및 기어(210)를 관통할 수 있다.

샤프트(240)는 기어(210) 및 출력부(220)의 회전축 상에 위치할 수 있다. 즉, 기어(210) 및 출력부(220)는 샤프트(240)를 중심으로 회전할 수 있다.

각도 센서(250)는 기어(210)에 대해 출력부(220)의 반대편에 위치할 수 있다. 각도 센서(250)는 샤프트(240)에 연결될 수 있다. 각도 센서(250)는 샤프트(240)가 회전한 각도를 감지할 수 있다.

각도 센서(250)는 제2케이스(114)와 커버(113)의 사이에 배치될 수 있다. 즉, 각도 센서(250)는 커버(113)에 대해 전장부(130)와 동일측에 위치할 수 있다. 따라서, 각도 센서(250)는 전장부(130)와 용이하게 연결될 수 있다.

샤프트(240)는 커버(113)를 관통하여 각도 센서(250)에 연결될 수 있다. 즉, 커버(113)에는 샤프트(240)가 통과하는 개구(113b)가 형성될 수 있다.

전장부(130)는 각도 센서(250)와 전기적으로 연결될 수 있다. 전장부(130)는 각도 센서(250)에서 전달받은 감지 데이터를 기반으로 회전 동력원(120)을 피드백 제어하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 직렬탄성 구동기의 다른 예가 도시된 도면이고, 도 9는 도 8에 도시된 직렬탄성 구동기의 절개 사시도이고, 도 10은 도 8에 도시된 직렬탄성 구동기의 분해도이다.

이하, 다른 예에 따른 구동기(110')에 대해 설명한다.

구동기(110')는 회전 동력원(150)와, 출력 모듈(140)을 포함할 수 있다.

회전 동력원(150)은 기어드 모터(Geared motor)일 수 있다. 회전 동력원(150)은 대략 일 방향으로 길게 연장된 형상일 수 있다.

좀 더 상세히, 회전 동력원(150)은 모터 본체(151)와, 모터 본체(151)의 회전을 감지하는 엔코더(152)와, 복수개의 기어를 포함하며 모터 본체(151)에서 전달되는 회전을 감속시켜 회전축(154)으로 전달하는 기어 헤드(153)를 포함할 수 있다. 회전 동력원(150)의 회전축(154)은 기어 헤드(153)에서 돌출될 수 있다. 기어드 모터의 구성은 주지의 기술이므로 자세한 설명은 생략한다.

출력 모듈(140)은 하우징(141)과, 동력 전달기어(160)와, 탄성 기어모듈(200)을 포함할 수 있다. 하우징(141)은 출력 모듈(140)의 외관을 형성할 수 있다.

하우징(141)은 대략 원통 형상일 수 있다. 하우징(141)은 일면과, 타면과, 상기 일면 및 타면을 연결하는 둘레면을 포함할 수 있다. 회전 동력원(150)은 하우징(141)의 상기 둘레면에 연결될 수 있다.

좀 더 상세히, 하우징(141)은, 커버(142)와, 제1케이스(143)와, 제2케이스(144)를 포함할 수 있다. 제1케이스(143) 및 제2케이스는(144) 커버(142)에 대해 순차적으로 적층될 수 있다.

커버(142)와 제1케이스(143)의 사이에는 동력전달 기어(160)와, 기어(210')와, 출력부(220')와, 탄성체(230')가 배치될 수 있다. 제1케이스(143)와 제2케이스(144) 사이에는 각도 센서(250')가 배치될 수 있다.

커버(142)는 커버 패널(142a)와, 상기 커버 패널(142a)에 연결된 연결 패널(142b)를 포함할 수 있다.

커버 패널(142a)은 대략 원판 형상일 수 있다. 커버 패널(142a)는 하우징(141)의 일면을 형성할 수 있다.

연결 패널(142b)는 커버 패널(142a)의 가장자리에 연결될 수 있다. 연결패널(142b)는 커버 패널(142a)과 직교할 수 있다. 연결 패널(142b)에는 회전 동력원(150)이 연결되는 연결공(142c)이 형성될 수 있다.

제1케이스(143)은 일면이 개방된 원통형 챔버 형상일 수 있다. 제1케이스(143)의 개방된 일면은 커버(142)의 패널 커버(142a)에 의해 커버될 수 있다. 제1케이스(143)는 하우징(141)의 둘레면 일부를 형성할 수 있다.

제1케이스(143)에는 커버(142)의 연결 패널(142b)에 대응되는 위치에 컷아웃(143a)이 형성될 수 있다. 컷아웃(143a)은 제1케이스(143)의 둘레면 일부와, 제1케이스(143)의 타면 일부가 절개되어 형성될 수 있다.

컷아웃(143a)에는 후술할 동력전달 기어(160)가 배치될 수 있다. 컷아웃(143a)에 의해 제1케이스(143)와 동력전달 기어(160)가 간섭되지 않을 수 있다.

제2케이스(144)는 일면이 개방된 원통형 챔버 형상일 수 있다. 제2케이스(144)의 개방된 일면은 제1케이스(143)에 의해 의해 커버될 수 있다. 제2케이스(144)는 하우징(141)의 둘레면 일부 및 타면을 형성할 수 있다.

제2케이스(144)에는 커버(142)의 연결 패널(142b)의 가장자리를 둘러싸는 연결부(144a)가 구비될 수 있다. 연결부(144a)는 제2케이스(144)의 둘레에 구비될 수 있다. 연결부(144a)는 커버(142)의 커버 패널(142a)의 가장자리에 접하여 연결될 수 있다.

연결부(144a)는 커버 패널(142a)과 함께 동력전달 기어(160)가 수용되는 공간을 형성할 수 있다.

동력전달 기어(160)는 베벨 기어일 수 있다. 동력전달 기어(160)는 회전 동력원(150)의 회전력을 탄성 기어모듈(200')의 기어(210')로 전달할 수 있다.

동력전달 기어(160)는 하우징(141) 내에 위치할 수 있다. 좀 더 상세히, 동력전달 기어(160)는 제2케이스(144)의 연결부(144a) 및 커버(142)의 커버 패널(142a)에 의해 형성된 공간 내에 배치될 수 있다.

동력전달 기어(160)는 회전 동력원(150)의 회전축(154)에 연결될 수 있다. 동력전달 기어(160)와 회전축(154)은 커버(142)에 형성된 연결공(142c)을 통해 서로 연결될 수 있다.

한편, 탄성 기어모듈(200')은 동력전달 기어(160)를 통해 회전 동력원(150)의 회전력을 전달받을 수 있다. 탄성 기어모듈(200')은 상기 회전력을 외부 부하로 전달할 수 있다. 일례로, 탄성 기어모듈(200')은 로봇(100)의 가동부(103)(도 1 참조)에 회전력을 전달할 수 있다.

탄성 기어모듈(200')은 하우징(141) 내에 위치할 수 있다. 탄성 기어모듈(200')의 일부는 커버(142)와 제1케이스(143)의 사이에 위치할 수 있고, 다른 일부는 제1케이스(143)와 제2케이스(144)의 사이에 위치할 수 있다.

좀 더 상세히, 탄성 기어모듈(200')은 기어(210')와, 출력부(220')와, 탄성체(230')와, 샤프트(240')를 포함할 수 있다. 탄성 기어모듈(200')은 각도 센서(250')를 더 포함할 수 있다.

기어(210')는 출력 기어 또는 종동 기어로 명명될 수 있다. 기어(210')는 베벨 기어일 수 있다. 기어(210')는 동력 전달기어(160)와 치합될 수 있다.

기어(210')는 커버(142)와 제1케이스(143)의 사이에 배치될 수 있다.

출력부(220')는 기어(210')에 의해 회전할 수 있다. 출력부(220')는 대략 원판 형상일 수 있다.

출력부(220')는 외부 부하에 연결될 수 있다. 상기 외부 부하는 로봇(100)의 가동부(103)(도 1 참조)를 의미할 수 있다.

좀 더 상세히, 출력부(220')는 커플러(145)을 통해 외부 부하에 연결될 수 있다. 커플러(145)는 대략 원판 형상일 수 있다. 커플러(145)은 하우징(141)의 외부에 위치할 수 있고, 외부 부하와 체결될 수 있다. 일례로, 커플러(145)는 로봇(100)의 가동부(103)의 연결부(103a)(도 1 참조)와 연결될 수 있다.

커버(142), 좀 더 상세히는 커버 패널(142a)에는 개방부가 형성될 수 있고, 커플러(145)과 출력부(220')는 상기 개방부를 통해 서로 체결될 수 있다.

출력부(220')는 반경 방향에 대해 베어링(280')에 의해 지지될 수 있다. 커버(142), 좀 더 상세히는 커버 패널(142a)에는 베어링(280')이 장착되는 베어링 장착부가 형성될 수 있다. 즉, 출력부(220')는 베어링(280')에 의해 커버(142)에 연결될 수 있다.

탄성체(230')는 기어(210')와 출력부(220')의 사이에 구비될 수 있다. 탄성체(230')는 기어(210')와 출력부(220')를 연결할 수 있다. 탄성체(230')는 기어(210') 및 출력부(220')와 체결될 수 있다. 따라서, 탄성체(230')는 기어(210')의 회전력을 출력부(220')로 전달할 수 있다.

탄성체(230')는 원주 방향에 대해 탄성 변형될 수 있다. 탄성체(230')에 의해 출력부(220')가 외부 부하에 유연하게 대응할 수 있다.

샤프트(240')는 출력부(220')에 연결될 수 있다. 샤프트(240')는 출력부(220')와 일체일 수 있다. 샤프트(240')는 출력부(220')에서 탄성체(230') 및 기어(210')측으로 길게 연장될 수 있다. 샤프트(240')는 탄성체(230') 및 기어(210')를 관통할 수 있다.

샤프트(240')는 기어(210') 및 출력부(220')의 회전축 상에 위치할 수 있다. 즉, 기어(210') 및 출력부(220')는 샤프트(240')를 중심으로 회전할 수 있다.

각도 센서(250')는 기어(210')에 대해 출력부(220')의 반대편에 위치할 수 있다. 각도 센서(250')는 샤프트(240')에 연결될 수 있다. 각도 센서(250')는 샤프트(240')가 회전한 각도를 감지할 수 있다.

각도 센서(250')는 제1케이스(143)와 제2케이스(144)의 사이에 배치될 수 있다. 샤프트(240')는 제1케이스(143)를 관통하여 각도 센서(250')에 연결될 수 있다. 즉, 제1케이스(143)에는 샤프트(240')가 통과하는 개구(143b)가 형성될 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 기어모듈의 사시도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 기어모듈의 단면도이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 기어모듈에서 출력부를 분리시킨 도면이고, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 기어모듈의 분해도이다.

이하, 탄성 기어모듈(200)에 대해 보다 자세히 설명한다. 이하의 설명은 도 8 내지 도 10에서 설명한 탄성 기어모듈(200')에 원용할 수 있다.

탄성체(230)는 원주 방향으로 서로 이격된 복수개가 구비될 수 있다.

각 탄성체(230)는 블록 형상일 수 있다. 탄성체(230)는 반경 외측으로 갈수록 원주방향 길이가 길어지는 아크 블록 형상일 수 있다.

탄성체(230)는 탄성 비금속 재질을 포함할 수 있다. 좀 더 상세히, 탄성체는 합성수지 재질을 포함할 수 있다.

일례로, 탄성체(230)는 우레탄 재질을 포함할 수 있다. 탄성체(230)에 포함된 우레탄은 형상 및 쇼어 경도(Shore hardness)에 따라 탄성계수가 결정될 수 있다. 따라서, 탄성체(230)에 요구되는 탄성 계수에 따라 적절한 형상 및 우레탄 재질이 결정될 수 있다.

일례로, 기어(210)의 직경이 55mm이하이고 탄성체(230)의 탄성 계수를 300Nm/rad 내지 1000Nm/rad로 조절하고자 하는 경우, 탄성체(230)에 포함된 우레탄의 쇼어 경도(Shore hardness)는 A70일 수 있다.

탄성체(230)는 기어(210)의 일면에 장착될 수 있다. 좀 더 상세히, 기어(210)의 일면에는 탄성체(230)가 장착되는 장착홈(211)이 함몰 형성될 수 있다. 상기 장착홈(211)은 대략 원통형 중공 형상일 수 있다.

장착홈(211)에 장착된 탄성체(230)는 기어(210)의 축방향에 대해 기어(210)의 상기 일면보다 돌출되지 않을 수 있다. 즉, 탄성체(230)의 축방향 높이는, 장착홈(211)의 함몰 깊이와 같거나 상기 함몰 깊이보다 작을 수 있다. 따라서, 기어(210)와 탄성체(230)의 조립체는 컴팩트해질 수 있다.

장착홈(211)의 내둘레에는 반경 내측 방향으로 돌출된 지지부(212)가 형성될 수 있다. 지지부(212)는 원주 방향으로 서로 일정간격 이격된 복수개가 형성될 수 있다. 지지부(212)는 탄성체(230)를 원주 방향에 대해 지지할 수 있다.

지지부(212)는 한 쌍의 탄성체(230)의 사이에 위치할 수 있다.

좀 더 상세히, 서로 이웃한 한 쌍의 지지부(212) 사이에는 원주 방향으로 서로 이격된 한 쌍의 탄성체(230)가 배치될 수 있다. 상기 한 쌍의 탄성체(230)의 사이에는 출력부(220)의 삽입부(223)가 삽입되는 공간(S1)이 형성될 수 있다.

따라서, 각 탄성체(230)는 원주 방향에 대해 삽입부(223)와 지지부(212)의 사이에 위치할 수 있다.

기어(210)에는 샤프트(240)가 통과하는 중공부(213)가 형성될 수 있다. 기어(210)의 회전축(A)은 중공부(213)를 지날 수 있다. 중공부(213)는 장착홈(211)의 내부에 형성될 수 있다. 중공부(213)는 장착홈(211)에서 축 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다.

중공부(213)의 외둘레는 반경 방향으로 지지부(212)와 이격될 수 있다. 또한, 중공부(213)의 외둘레는 반경 방향으로 탄성체(230)와 이격될 수 있다. 즉, 탄성체(230)와 중공부(213) 사이에는 여유공간(S2)이 형성될 수 있다. 상기 여유공간(S2)은 탄성체(230)가 변형되는 부피를 고려한 구성이다. 상기 여유 공간(S2)에 의해 탄성체(230)가 원활하게 탄성 변형될 수 있다.

탄성체(230)는 장착홈(211)의 내둘레를 향하는 아우터 면(231)과, 상기 아우터 면(231)의 양단에 연결되고 반경 방향으로 길게 형성된 한 쌍의 사이드면(232)과, 상기 한 쌍의 사이드면(232)의 내측 단부를 연결하는 이너면(233)을 포함할 수 있다.

아우터면(231)은 기어(210)의 장착홈(211)의 내둘레에 접할 수 있다. 아우터면(231)은 장착홈(211)의 내둘레와 동일한 곡률을 가질 수 있다. 아우터면(231)은 외주로 명명될 수 있다.

사이드면(232)은 반경 방향으로 길게 형성될 수 있다. 따라서, 탄성체(230)의 원주 방향에 대한 탄성 계수가 비교적 일정하게 유지될 수 있다. 한 쌍의 사이드면(232) 중 어느 하나는 후술할 삽입부(223)에 접할 수 있고, 다른 하나는 기어(210)의 지지부(212)에 접할 수 있다. 삽입 공간(S1)은 일 탄성체(230)의 사이드면(233)과 타 탄성체(230)의 사이드면(233) 사이에 형성될 수 있다.

이너면(233)은 기어(210)의 중공부(213)를 향할 수 있다. 이너면(233)은 반경 방향으로 중공부(213)의 외둘레와 이격될 수 있다. 즉, 여유 공간(S2)는 이너면(233)과 중공부(213)의 외둘레 사이에 형성될 수 있다.

이너면(233)은 아우터면(231)과 동일한 곡률 중심을 갖도록 오목하게 형성될 수 있다. 이너면(233)은 내주로 명명될 수 있다.

기어(210)에는 출력부(220)의 반대편으로 돌출된 돌출된 돌출부(214)가 형성될 수 있다. 돌출부(214)는 대략 중공통 형상일 수 있다. 돌출부(214)는 축방향으로 돌출될 수 있고, 기어(210)의 회전축(A)은 돌출부(214)를 지날 수 있다. 돌출부(214)는 각도 센서(250)를 향해 돌출될 수 있고, 돌출부(214)의 단부는 각도 센서(250)와 접하거나 인접할 수 있다.

돌출부(214)의 외둘레에는 리브(214a)가 형성될 수 있다. 돌출부(214)의 외둘레에는 베어링(290)(도 7 참조)이 장착될 수 있고, 리브(214a)는 상기 베어링(290)을 축방향에 대해 지지할 수 있다. 따라서, 돌출부(214)의 적어도 일부는 리브(214a)와 함께 베어링 장착부를 형성할 수 있다.

한편, 출력부(220)는 기어(210)의 일면을 커버할 수 있다. 출력부(220)는 복수개의 탄성체(230)를 커버할 수 있다.

출력부(220)는 대경부(221)와 소경부(222)를 포함할 수 있다.

대경부(221)는 대략 원판 형상일 수 있다. 대경부(221)는 탄성체(230)와 인접할 수 있다. 대경부(221)는 회전판으로 명명될 수 있다.

소경부(222)는 대경부(221)의 일면에 돌출 형성될 수 있다. 소경부(222)는 기어(210)의 반대편으로 돌출될 수 있다. 소경부(222)외 외둘레에는 베어링(280)(도 7 참조)이 장착될 수 있다. 또한, 소경부(222)에는 커플러(115)(도 7 참조)가 체결될 수 있다.

출력부(220)에는 삽입부(223)가 형성될 수 있다. 삽입부(223)는 출력부(220), 좀 더 상세히는 대경부(221)에서 돌출될 수 있다. 삽입부(223)는 대경부(221)와 일체로 형성될 수 있다.

삽입부(223)는 서로 이웃한 한 쌍의 탄성체(230)의 사이로 삽입될 수 있다. 즉, 삽입부(223)는 삽입 공간(S1)으로 삽입될 수 있다. 따라서, 기어(210)가 회전하면 탄성체(230)는 탄성 변형하며 삽입부(223)를 원주 방향으로 밀어 출력부(220)에 회전력을 전달할 수 있다.

삽입부(223)는 삽입 공간(S1)에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 즉, 삽입부(223)는 반경 외측으로 갈수록 원주방향 길이가 길어지는 아크 블록 형상일 수 있다.

삽입부(223)는 반경 방향으로 중공부(213)의 외둘레와 이격될 수 있다.

탄성체(230)는 삽입부(223)와 지지부(212)의 사이에서 압축될 수 있다. 좀 더 상세히, 탄성체(230)는 삽입부(223)와 지지부(212)의 사이에서 압축 바이어스된 상태일 수 있다. 즉, 삽입부(223)가 삽입 공간(S1)에 삽입될 때 탄성체(230)에 예압이 발생할 수 있다.

따라서, 삽입부(223)의 원주 방향 각도는, 삽입부(223)가 삽입되지 않은 상태의 삽입 공간(S1)의 원주 방향 각도보다 클 수 있다. 즉, 한 쌍의 탄성체(230) 사이로 삽입부(223)가 삽입되지 않은 상태에서 한 쌍의 탄성체(230) 사이의 원주 방향 각도는, 삽입부(223)의 원주 방향 각도보다 작을 수 있다.

이로써, 탄성체(230)는 기구적인 백 래쉬(Backlash) 없이 기어(210)의 회전력을 출력부(220)로 전달할 수 있다.

샤프트(240)는 기어(210) 및 출력부(220)의 회전축(A) 상에 위치할 수 있다. 즉, 기어(210) 및 출력부(220)는 샤프트(240)를 중심으로 회전할 수 있다.

샤프트(240)는 출력부(220), 좀 더 상세히는 대경부(221)에 연결될 수 있다. 샤프트(240)는 대경부(221)의 중앙에서 대경부(221)와 직교하는 방향으로 길게 연장될 수 있다. 또한, 샤프트(240)는 반경 방향으로 삽입부(223)와 이격될 수 있다.

샤프트(240)는 기어(210)를 관통할 수 있다.

좀 더 상세히, 기어(210)에는 샤프트(240)가 통과하는 관통부(215)가 형성될 수 있다. 관통부(215)는 중공부(213)에서 돌출부(214)까지 관통되어 형성될 수 있다. 따라서, 샤프트(240)는 기어(210)의 중공부(213)와 돌출부(215)를 순차적으로 통과하여 각도 센서(250)에 연결될 수 있다.

한편, 탄성 기어모듈(200)은, 샤프트(240)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(260)(270)을 더 포함할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 탄성체(230)는 기어(210)에 형성된 장착홈(211)에 장착될 수 있다. 따라서, 장착홈(211)이 형성되지 않은 경우와 비교하여 외력에 대한 기어(210)의 강도가 약해질 수 있다. 상기 베어링(260)(270)은 외력에 대해 기어(210)를 보강할 수 있고, 샤프트(240)의 원활한 회전을 보조할 수 있다.

베어링(260)(270)은 샤프트(240)의 외둘레에 접하여 샤프트(240)를 반경 방향에 대해 지지할 수 있다. 즉, 베어링(260)(270)은 레이디얼 베어링(Radial bearing)일 수 있다.

명확한 구분을 위해, 기어(210)의 돌출부(214)의 외둘레에 장착된 베어링(290)(도 7 참조)이나, 출력부(220)의 소경부(222)의 외둘레에 장착된 베어링(280)(도 7 참조)은 아우터 베어링으로 명명할 수 있고, 샤프트(240)를 지지하는 베어링(260)(270)은 이너 베어링으로 명명할 수 있다.

베어링(260)(270)의 종류는 한정되지 않는다. 일례로, 베어링(260)(270)은 볼 베어링이나 롤러 베어링일 수 있다.

기어(210)에는 베어링(260)(270)이 장착되는 베어링 장착홈(216)(217)이 형성될 수 있다. 베어링 장착홈(216)(217)은 관통부(215)의 내둘레에 형성될 수 있다. 베어링 장착홈(216)(217)은 관통부(215)의 양 단부에 형성될 수 있다.

좀 더 상세히, 베어링(260)(270)은 축방향으로 서로 이격된 제1베어링(260)과 제2베어링(270)을 포함할 수 있다. 제1베어링(260)은 출력부(220)와 인접할 수 있고, 제2베어링(270)은 각도 센서(250)와 인접할 수 있다.

베어링 장착홈(216)(217)은 제1베어링(260)이 장착되는 제1베어링 장착홈(216)과, 제2베어링(270)이 장착되는 제2베어링 장착홈(217)을 포함할 수 있다.

제1베어링 장착홈(216)은 중공부(213)의 내둘레에 형성될 수 있다. 제1베어링 장착홈(216)은 중공부(213)의 단부에 형성될 수 있다.

제2베어링 장착홈(217)은 돌출부(214)의 내둘레에 형성될 수 있다. 제2베어링 장착홈(217)은 돌출부(214)의 단부에 형성될 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 단차부가 도시된 도면이다.

출력부(220)에는 축방향으로 방향으로 탄성체(230)를 마주보는 단차부(221a)가 형성될 수 있다. 단차부(221a)는 대경부(221)의 양면 중 기어(210)를 향하는 면에 단차지게 형성될 수 있다.

단차부(221a)의 크기 및 형상은 탄성체(230)와 대응될 수 있다. 즉, 단차부(221a)는 반경 외측으로 갈수록 원주방향 길이가 길어지는 아크 형상일 수 있다. 또한, 탄성체(230)와 마찬가지로, 단차부(221a)는 원주 방향으로 서로 이격된 복수개가 형성될 수 있다.

출력부(220)는 기어(210)의 일면 및 지지부(212)와 축방향으로 인접하거나 접할 수 있다. 반면, 출력부(220)와 단차부(221a)에 의해 탄성체(230)와 축방향으로 이격될 수 있다. 즉, 단차부(221a)와 탄성체(230)의 사이에는 간극이 형성될 수 있다. 상기 간극에 의해 탄성체(230)가 원활하게 탄성 변형될 수 있다.

도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성 기어모듈에서 출력부를 분리시킨 도면이고, 도 17는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성 기어모듈의 분해도이다.

이하, 앞서 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하고 차이점을 중심으로 설명한다.

본 실시예에 따른 탄성체(230)는 서로 이웃한 한 쌍의 지지부(212) 사이에 배치될 수 있다. 좀 더 상세히, 탄성체(230)의 일 사이드면(233)은 일 지지부(212)에 접할 수 있고, 타 사이드면(233)은 타 지지부(212)에 접할 수 있다.

탄성체(230)는 한 쌍의 지지부(212)의 사이에서 압축될 수 있다. 좀 더 상세히, 탄성체(230)는 한 쌍의 지지부(212)의 사이에서 압축 바이어스된 상태일 수 있다. 즉, 탄성체(230)가 한 쌍의 지지부(212)의 사이로 삽입될 때 탄성체(230)에 예압이 발생할 수 있다.

따라서, 한 쌍의 지지부(212) 사이의 원주 방향 각도는, 한 쌍의 지지부(212) 사이에 삽입되지 않은 상태의 탄성체(230)의 원주 방향 각도보다 작을 수 있다.

탄성체(230)의 이너면(233)은 기어(210)의 중공부(213)를 향해 볼록하게 형성될 수 있다.

본 실시예에 따른 출력부(220)에는 삽입부(224)가 형성될 수 있다. 상기 삽입부(224)는 앞서 설명한 실시예의 삽입부(223)에 대응되는 구성으로 이해될 수 있다.

좀 더 상세히, 탄성체(230)에는 축방향으로 관통된 관통공(230a)이 형성될 수 있고, 삽입부(224)는 상기 관통공(230a)으로 삽입될 수 있다. 삽입부(224)는 출력부(220), 좀 더 상세히는 대경부(221)에서 관통공(230a) 내로 돌출될 수 있다.

삽입부(224)는 축방향과 나란한 방향으로 길게 연장될 수 있다. 삽입부(224)는 원형 바 형상일 수 있다. 삽입부(224)는 원주 방향으로 이격된 복수개가 형성될 수 있다.

삽입부(224)는 탄성체(230)에 예압을 발생시킬 수 있다. 좀 더 상세히, 관통공(230a)에 삽입된 상태의 삽입부(224)는 반경 외측 방향으로 탄성체(230)를 가압할 수 있다.

따라서, 삽입부(224)의 외경은 관통공(230a)의 내경보다 클 수 있다. 이로써, 탄성체(230)는 기구적인 백 래쉬(Backlash) 없이 기어(210)의 회전력을 출력부(220)로 전달할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

200: 탄성 기어모듈 210: 기어
211: 장착홈 212: 지지부
213: 중공부 220: 출력부
223: 삽입부 230: 탄성체
240: 샤프트 250: 각도 센서

Claims

회전 동력원에 의해 회전하는 기어;
상기 기어의 일면에 함몰 형성된 장착홈;
상기 장착홈에 수용되고 비금속 탄성재질을 포함하며 원주 방향으로 서로 이격된 복수개의 탄성체;
상기 기어의 일면을 커버하는 출력부; 및
상기 출력부에서 상기 복수개의 탄성체 중 서로 이웃한 한 쌍의 탄성체 사이로 삽입되도록 돌출된 적어도 하나의 삽입부를 포함하는 직렬탄성 구동기.
제 1 항에 있어서,
상기 장착홈의 내둘레에는, 반경 내측방향으로 돌출되고 원주 방향에 대해 상기 탄성체를 지지하는 복수개의 지지부가 형성된 직렬탄성 구동기.
제 2 항에 있어서,
상기 탄성체는, 원주 방향에 대해 상기 삽입부와 상기 지지부 사이에서 압축된 직렬탄성 구동기.
제 1 항에 있어서,
상기 출력부에는, 축방향으로 상기 탄성체를 마주보는 단차부가 형성된 직렬탄성 구동기.
회전 동력원에 의해 회전하는 기어;
상기 기어의 일면에 함몰 형성된 장착홈;
상기 장착홈에 수용되고 비금속 탄성재질을 포함하며 원주 방향으로 서로 이격된 복수개의 탄성체;
상기 탄성체에 축방향으로 관통된 관통공;
상기 기어의 일면을 커버하는 출력부; 및
상기 출력부에서 상기 관통공으로 삽입되도록 돌출된 복수개의 삽입부를 포함하는 직렬탄성 구동기.
제 5 항에 있어서,
상기 삽입부의 직경은 상기 관통공의 직경보다 큰 직렬탄성 구동기.
제 5 항에 있어서,
상기 장착홈의 내둘레에는, 반경 내측방향으로 돌출되고 원주 방향에 대해 상기 탄성체를 지지하는 복수개의 지지부가 형성된 직렬탄성 구동기.
제 7 항에 있어서,
상기 탄성체는, 원주 방향에 대해 서로 이웃한 한 쌍의 지지부 사이에서 압축된 직렬탄성 구동기.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 탄성체는 합성 수지 재질을 포함하는 직렬탄성 구동기.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 탄성체는 우레탄 재질을 포함하는 직렬탄성 구동기.
제 1 항 또는 제 5항에 있어서,
상기 탄성체는 반경 외측으로 갈수록 원주방향 길이가 길어지는 아크 형상인 직렬탄성 구동기.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 출력부에 연결되고 상기 기어를 관통하는 샤프트를 더 포함하는 직렬탄성 구동기.
제 12 항에 있어서,
상기 샤프트에 연결되고 상기 기어에 대해 상기 출력부의 반대편에 위치한 각도센서를 더 포함하는 직렬탄성 구동기.
제 12 항에 있어서,
상기 장착홈에는 상기 샤프트가 통과하는 중공부가 형성된 직렬탄성 구동기.
제 14 항에 있어서,
상기 중공부의 외둘레는 반경 방향으로 상기 탄성체와 이격된 직렬탄성 구동기.
제 14 항에 있어서,
상기 중공부의 내둘레에는, 상기 샤프트를 반경 방향에 대해 지지하는 베어링이 장착되는 베어링 장착홈이 형성된 직렬탄성 구동기.