KR20220047727A - 로봇의 구동 장치를 위한 제동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 그 중에서도, 로봇 암의 두 링크 사이에 조인트의 구동 장치를 위한 제동 장치에 관하며 제동 작동 장치(1)와 잠금 요소(2)를 포함하고, 제동 작동 장치(1)는 로터(4)의 회전을 중단하기 위하여 필요할 때 구동 장치의 로터(4)에 연관된 잠금 요소(2)를 가져오도록(bring) 설계되며, 잠금 요소는 볼트(2)로 설계되고 제동 요소는 볼트(2)를 위한 정의된 충격면(9)을 갖는 웹(7)들이 있는 제동 스타(5)로 설계된다.

Description

로봇의 구동 장치를 위한 제동 장치

본 발명은 로봇 암 또는 매니퓰레이터의 두 링크 사이 조인트의 구동 장치를 위한 제동 장치에 관한 것으로, 특히 다축 조인트 암 로봇(multi-axis jointed-arm robot)에 관한 것이다.

특히 인간-로봇 협업(human-robot collaboration; HRC)의 분야에 사용을 위한 로봇의 경우, 안전의 이유로 오작동의 이벤트 또는 전력 공급의 갑작스런 실패의 이벤트 내에서 긴급 멈춤 또는 제동 장치 제공이 필수적이고, 이러한 긴급 멈춤 또는 제동 장치는 로봇 시스템의 조작자(operator)의 부상을 방지하거나 그것에 의해 이행되는 작동 과정 중에 로봇 암에 의해 조작된 오브젝트 또는 로봇 암 자체가 손상되는 것을 방지하기 위하여 가능한 빨리 로봇 암을 정지(stop)하도록 설계된다. 이런 긴급 정지는 예를 들어 긴급 스위치의 작동에 의해, 유저 그 스스로에 의하여 직접적으로 야기될 수도 있다.

예를 들어, 조인트-암 로봇을 위한 제동 장치의 다양한 실시예가 알려져 있으며, 로봇 암의 움직임을 급격하게 정지, 또는 적어도 정의된 시간 내에 매우 신속하게 정지하기 위한 도움을 받는다.

유럽 특허 No. 3 045 273는, 예를 들어, 마찰 링이 모터 샤프트와 동축으로 마운트되고(mounted), 잠금 장치의 핀이 긴급 시에 마찰 링 내의 핀과 반경 방향으로 맞물림으로써 상호 작용하는 제동 메커니즘이 제안된다. 마찰 링이 정의된 마찰 맞물림(frictional engagement) 하에서 모터 샤프트에 관련되어 회전 가능한 사실 때문에, 회전 운동의 낮은 제동 감속이 반경 방향 핀이 맞물릴 때 실현된다.

독일 특허 출원 No. 10 2015 116 609 A1은 제동 스타가 구동 장치의 샤프트에 회전 가능하지 않게 연결되고 긴급 정지를 위해 스프링으로 작동되는 헤드 볼트에 연관된 반경방향으로 돌출된 프롱(prong)을 갖는 제동 장치를 개시한다. 프롱의 단부는 헤드 볼트에 연관될 때 프롱의 벤드(bend) 안으로 힘의 일부분이 인도되는(introduced) 방식으로 포인트되거나(pointed) 챔퍼 처리되며(chamfered), 프롱(which)은 말하자면 구부러진 빔(bending beam)과 같이 작동하며, 그리고 일부는 이 빔의 길이 방향(longitudinally)으로 편향된다(deflected). 그럼에도 불구하고, 높은 회전 속도의 결과로, 헤드 볼트와 프롱 사이의 충격력이 너무 높아 헤드 볼트와 프롱에 매우 뚜렷한 탄성 변형이 발생하여, 특정 수의 제동 사이클이 지난 후, 프롱의 물질적 고장(material failure)을 초래 가능할 수 있다.

이에 기초하여, 본 발명의 목적은 로봇 암의 두 링크 사이 조인트의 구동 장치를 위한 제동 장치를 제공하고, 특히 경량 구조(lightweight construction)의 관절로 연결된(articulated) 암 로봇에 관하며, 향상된 기능적 안정성을 제공하고 선천적으로 긴 사용 기간을 갖는다.

이러한 목적은 청구항 제1 항에 따른 조인트의 구동 장치를 위한 제동 장치에 의해 해결된다. 또한, 이 목적은 청구항 제11 항에 따른 상응하는 구동 장치에 의해 그리고 청구항 제12 항에 따른 로봇에 의해 해결된다.

본 발명에 따르면, 그러므로, 제동 장치가 로봇 암의 두 링크 사이 조인트의 구동 수단을 위해 제안되며, 제동 작동 장치와 잠금 요소를 포함하고, 상기 제동 작동 장치는 상기 잠금 요소에 연관되도록 조정되며, 필요 시에, 로터의 회전을 정지하기 위하여 상기 구동 수단의 로터에 회전적으로 고정되어 연결된 제동 요소와 함께, 상기 잠금 요소는 볼트로 형성되고 상기 제동 요소는 제동 스타로 형성되며, 상기 제동 스타는 상기 로터의 축으로부터 반경 방향으로 돌출된 적어도 하나의 웹을 가지며, 그리고 상기 웹은 연관될 때 상기 볼트와 상호 작용하는 충격면을 가자며, 그리고 상기 충격면은 상기 제동 스타의 회전 방향에 대하여 내측으로 구부러지고 적어도 상기 볼트의 반경에 상응하는 반경을 가지며, 그리고 상기 충격면은 상기 로터의 축과 상기 볼트의 축 사이의 거리 이상으로(beyond) 상기 반경 방향으로 연장된다.

이는 상기 볼트가 반경 방향 내측으로 향하는 상기 볼트의 단부의 4분 원(quarter-circle) 원주를 넘어 반경 방향 바깥으로 확장하는 섹션 전체에 걸쳐 충격면에 가까이(against)에 정지(rest)하는 것을 보장한다. 상기 웹의 상기 충격면이 고정적인 볼트에 접촉할 때, 힘은 탄성 에너지 소산(elastic energy dissipation)이 일어나는 방식으로 상기 웹에서 분산되며, 이것(which)은, 반경 방향으로 볼 때, 구부러진 빔(bending beam) 같이 작동하여 상기 웹 상에 감소된 지렛대 효과(leverage effect)를 가하며(exerts), 이는 힘의 일부가 상기 웹의 반경 방향 바깥 쪽으로 또한 도입되기(introduced) 때문이다.

일 실시예에 따르면, 충격면은 상기 웹으로부터 멀리(away) 상기 볼트를 가이드 하기 위해 상기 원주 방향으로 넓어질 수 있으며, 또는 다시 말해서, 두 웹 사이의 중심으로부터 보았을 때, 상기 제동 스타의 가장자리면(edge surface)은 상기 제동 스타가 그것이 멈출 때까지 회전을 지속하는 때 상기 볼트가 상기 충격면에 맞서(against) 사실상 달리(run up)는 방식과 같이 상기 웹의 상기 충격면 방향으로 움직인다(runs). 이러한 유도(guidance)는, 비록 마찰과 관계되나, 충격력의 약간의 완화를 초기에 이미 유도할 수 있다.

본 발명에 따르면, 반경 방향 내측으로 적어도 하나의 리세스(recess)를 갖는 상기 웹이 제공되고, 특히 두 웹 사이의 상기 제동 스타의 가장자리면(edge surface)을 위한 반경의 영역(region)에서 필수적이다. 상기 리세스는 원칙적으로 임의 형상을 가질 수 있으며, 다만 바람직하게는 대칭적인 기하학적 구조이고, 원형의 홀과 같을 수 있다. 제동 스타의 바람직한 실시예에서, 상기 웹은 상기 웹의 중심축으로부터 등거리인 두개의 동형(uniform) 홀을 갖는다.

이러한 홀은 상기 웹의 상기 영역(region) 내에서 탄성 소산(elastic dissipation)이 실현되는 방식과 같이 상기 볼트가 상기 웹의 충격면을 타격(strikes)할 때 발생하는 힘의 방향 전환(redirect)을 제공(serve)하고, 힘(which)은 상기 웹의 낮은 변형을 유지하거나 상기 웹 상에 지렛대(leverage)가 힘을 가하는 방식으로 웹(it)을 전환하고, 즉 이것에 대해 반경 방향으로 연장된 구부러진 빔(radially extending bending beam)과 같이, 약화된다.

따라서, 본 발명에 따른 제동 스타의 바람직한 실시예에서, 로터의 축과 홀의 중심 사이로 반경 방향으로 연장된 라인이 한 점에서 상기 충격면에 교차하도록 제공되며, 전술한 점과 관련된 반경은 상기 로터의 축과 상기 볼트의 축 사이의 거리보다 작다.

본 발명에 따른 제동 스타의 또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 로터의 축과 상기 홀의 중심 사이로 반경 방향으로 연장된 이 라인이 상기 볼트가 연관될 때 최대 충격력이 발생하는 포인트에서 상기 충격면과 교차하도록 제공된다.

본 발명에 따른 제동 스타의 바람직한 실시예에서, 상기 홀의 중심에서 상기 로터의 축까지의 거리에 의해 형성되는 반경이 상기 볼트의 축에서 상기 로터의 축까지의 거리에서 상기 볼트의 반경을 감하여 형성되는 반경과 적어도 같거나 또는 그보다 작도록 제공된다.

이러한 맥락에서, 홀의 직경이 상기 볼트의 반경과 적어도 같거나 또는 그보다 작을 경우 더욱 유리하다.

긴급 정지의 이벤트에서 빠른 반응 거동(reaction behavior)을 보장하기 위하여, 본 발명은 제동 스타로부터 돌출된(projects) 하나의 웹뿐만 아니라, 여러 개의 웹을 가진 후자를, 원주 방향으로 다른 하나와 등거리(equidistantly)에 마련된 두 개 또는 바람직하게는 세 개의 웹을 제공한다.

이에 따라, 본 발명에 의하면, 원주 방향으로 서로에 대하여 등거리로 N 개의 웹이 마련될 때, 웹의 원주방향 폭으로 결정되는 각 웹의 열림각이 360°/3N이 되도록 제공된다.

또 다른 양상으로, 본 발명은 상술한 실시예들 중 어느 하나에 따른 제동 장치를 갖는 로봇 암의 두 링크 사이의 조인트를 위한 구동 장치와 관련된다. 또 다른 양상에서, 본 발명은 조인트에 의해 서로에 관하여 움직일 수 있게 마련된 복수의 링크가 있는 로봇 암을 갖는 로봇에 관련되며, 적어도 하나의 조인트는 그러한 방식으로 구성된 구동 장치를 갖는다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 제동 장치는 구동 장치의 구동축(drive axle) 또는 모터 샤프트에 의해 형성된 로터의 주변에 동축으로 배치 가능하며(arrangeable), 또한 구동측(drive side)에서 또는 출력측(output side)에서, 이런 구동 장치가, 예를 들어, 독일 특허 출원 No. 10 2016 004 787에서 설명된다. 특히, 그러나 배타적인 것은 아니며, 본 발명은 관절로 연결된(articulated) 암 로봇의 구동 장치 또는 조인트와 같은 것에 겨냥(directed)되며, 특히 인간-로봇 협업 분야 내의 사용을 위한 경량 구조(lightweight construction)에 관련된다.

핀의 적절한 소재 선택과 이를 뛰어 넘는 제동 스타와 관계 없이, 본 발명에 따르면 충격에 대한 에너지 흡수의 조건 내의 부하 수준(load level)은 기계적인 고장의 위험이 있는 정도 까지 상기 웹을 위해 감소될 수 있으며, 즉 파손, 크게 피할 수 있다. 제동 장치의 사용 기간은 이와 같이 선행 기술에 비교하여 증가될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 웹의 코스(course) 내에 제공되는 상기 리세스와 상기 볼트의 중심에 관하여 기인하는(resulting) 상기 반경을 넘어 반경 방향으로 연장되는 상기 웹의 상기 충격면은 상기 웹이 상기 볼트에 충돌할 때 속도가 빠르게 감소하도록 유도하는 그러한 탄성 변형을 상기 웹에 도입(introduced)하는 방식으로 협동한다. 상기 리세스와 함께 상기 충격면의 선택 및 설계는, 상기 웹의 소재에 의존하고, 상기 웹의 스프링 특성에 영향을 미치며, 정의된 제동 프로세스가 실현되도록 한다. 빔(beam)의 구부림(buckling) 또는 구부림 파단(buckling fracture)의 위험은 배제될 수 있다.

또한 본 발명의 이점 및 특징은 첨부된 도면을 참조하여 나타난 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이며, 도면은
도 1은 본 발명에 따른 제동 장치의 예시적인 사시도(perspective view)이며;
도 2는 제동 스타에 관련된 볼트의 배치의 도식 표현(schematic representation)이며;
도 3a는 본 발명에 따른 일 실시예의 치수에 상응하는 제동 스타의 도식 표현(schematic representation)이며; 그리고
도 3b는 본 발명에 따른 일 실시예의 치수에 상응하는 제동 스타와 볼트의 상대적 위치(relative position)의 도식 표현(schematic representation)이다.

도 1에 도식적으로 도시된 본 발명에 따른 상기 제동 장치는 바람직하게는 로봇 암(robot arm)의 두 링크(links) 사이 조인트(joint)의 구동 장치(drive device)의 일단에 부착될 수 있다.

본 발명에 따른 상기 제동 장치는 제동 작동 장치(brake activation device; 1)를 포함하고, 제동 작동 장치는, 예를 들어, 자석 작동 홀딩(magnet-activated holding) 또는 스프링 메커니즘(spring mechanism)으로 설계될 수 있다. 제동 작동 장치(1)는 필요 시에, 예를 들어 예기치 못한 전력 상실(unexpected power failure)의 경우에, 볼트(2)가 그 후 위로 이동됨으로써, 예를 들어 스프링에 의해, 볼트(2)의 형태인 잠금 요소를 작동시키도록 설계되고 형성된다.

베어링 와셔(bearing washer; 3)에 의하여, 베어링 와셔는 상기 하우징에 고정되고, 즉 도시되지 않은 상기 구동 장치의 하우징에 연결되고, 상기 구동장치의 샤프트(shaft) 또는 로터(rotor; 4)는 도시되지 않은 공지의 베어링을 통해 마운트될(mounted) 수 있다. 제동 작동 장치(1)는 볼트(2)와 함께 베어링 와셔(3) 상에 고정되도록(stationarily) 마련된다(arranged).

상기 로터(4)는 제동 스타(braking star; 5) 형상의 제동 요소를 운반한다(carries), 제동 요소는 축방향으로 연장된 슬리브(sleeve; 6)를 통해 회전적으로 고정되는 방식(rotationally fixed manner)으로 상기 로터(4)에, 예를 들어 결합되어(bonded), 연결된다(connected).

상기 제동 스타(5)는 서로 동일한 원주각(circumferential angle)으로 간격을 두고 배치된(spaced) 세 개의 웹(webs; 7)을 포함하고, 웹은 제동 스타(5)의 내측 링(inner ring; 8)으로부터 반경 방향(radially)으로 연장한다.

바람직하게는 자기적으로(magnetically) 작동되는 제동 작동 장치(1)에 의하여, 상기 볼트(2)는 잠금 위치(locking position)와, 에너지 공급이 없다고 상정되는(assume) 위치, 에너지가 공급될 때로 상정되는 해방 위치(release position) 사이에서 이동될 수 있다. 도 1은 해방 위치 내의 상기 볼트(2)를 보여준다; 이 볼트(2)는 축 방향으로 보이는 바와 같이 회전하는 제동 스타(5) 아래에, 그 결과 하나의 상기 웹(7)과 외측으로 연관되게 마련된다. 에너지가 스위치 오프(switched off)될 때, 상기 볼트는 스프링의 스프링력(spring force)에 의해 제동 스타(5)의 방향으로 밀어 넣어 지며(forced), 스프링은 그리고 더 이상 작동되지 않는 자석에 의해 해방되며, 그리고 이렇게 하여 상기 회전하는 제동 스타(5)의 두 인접한 웹(7) 사이로 움직이고(comes), 그로 인하여 구동 샤프트(drive shaft) 또는 로터(4)의 급격한 제동은 다음 웹(7)이 볼트(2)에 대항하여(against) 도달(comes up)되자 마자 이후 실현된다.

도 2에서, 제동 스타(5)에 대하여 볼트의 배치(arrangement)의 관계가 보여지며, 개별적인 기하학적 치수(geometric dimensions)가 함께 표시된다. 또한 치수의 상대적인 관계가 도 3a 및 3b에서 도시된다.

상기 볼트(2)는 직경 DB를 가진다. 상기 내측 링(8)으로부터 반경 방향으로 돌출된 상기 웹(7)은 각각 그들의 양측 상에 제동 스타(5)의 회전 방향 각각에 대하여 내측으로 구부러진(curved) 충격면(9)을 가지며 그리고 적어도 상기 볼트(2)의 반경(DB/2)에 상응하는 반경(RA)을 포함하여, 그리하여 상기 볼트(2)가 제동 맞물림(brake engagement) 동안 충격 표면(9) 내에서 그것의 전체 표면에 걸쳐 합동적(congruently)이고 지속적(continuously)으로 견딜 수 있도록 한다.

본 발명에 따르면, 로터(4)의 축과 볼트(2)의 축 사이의 거리로 정의되는 거리(LB) 이상으로 반경 방향으로 연장된 충격 표면(9)이 제공되며, 도 3b에 도시된 바와 같다.

이러한 돌출(projection)은 또한 웹(7)의 외경(outer diameter; DA), 즉 제동 스타(5)의 외경을 정의한다. 웹(7)의 외측단(outer edges)에는 의도하지 않은 공차 편차(tolerance deviations)의 결과로 타격될 때 볼트(2)에 대한 노치 효과(notch effects)를 피하기 위해 챔퍼(chamfer; 10)가 제동된다.

각각의 웹(7)은 공동(commmon) 반경(RL) 상에 중심이 놓인 한 쌍의 홀(11)을 가진다. 홀(11)은 각각 동일한 직경(DL)을 가지며 그리고 상기 웹(7)의 중심축(S)으로부터 동일한 간격으로 마련된다.

도 2에서 볼 수 있듯, 충격면(9)은 각 케이스에서 보이는 바와 같이 상기 웹(7)으로부터 원주 방향(circumferential direction)으로 확장된다. 이러한 확장부(widening; 12)는 제동 스타(5)가 제동 맞물림 동안 볼트(2)에 대항하여 달릴 때, 충격 면(9)이 볼트(2)를 만나기 직전에 상기 볼트(2)의 용이한 가이딩(guiding)을 지지한다.

본 발명에 따르면, 제동 스타(5)는 또한 로터(4)의 축과 홀(11)의 중심 사이로 연장된 라인(line; L)이 충격면(9)의 포인트 P에서 교차하도록 구성되며, 여기서 포인트 P와 연관된 반경 RP는 로터(4)의 축과 볼트(2)의 축 사이의 거리 LB보다 작다. 이상적으로, 이 포인트 P는 볼트(2)의 맞물림 시 가장 큰 충격력(the greatest impact forces)이 발생할 수 있는 충격면(9)의 부분(region) 내의 포인트이다.

본 발명에 따르면, 홀(11)의 중심 상에 놓인 반경(RL)은 이러한 반경(RL)이 볼트(2)의 축에서 로터(4)의 축까지의 거리(LB)에서 볼트의 반경(DB/2)을 감하여(minus) 형성되는 반경(RB)와 적어도 같거나 또는 바람직하게는 더 작도록 선택되어야 한다.

바람직하게는, 홀(11)의 직경(DL)은 최대 볼트(2)의 반경(DB/2)의 절반이다.

도시된 실시예에서, 세 개의 웹(7)이 도시되며, 각각의 웹(7)은 다른 하나에 대하여 120°의 동등한 각(α)을 유지한다. 원주 방향으로 웹(7)의 폭은 40°의 각(β)을 포함하고, 그로써 원주 방향으로 각 웹(7) 당 두 홀(11) 사이의 거리는 각(β)의 절반보다 작지 않은 각(γ)을 포함한다.

본 발명에 따르면, 전술한 치수와 크기 비율은 제동 스타(5)의 충격면(9) 상에 볼트(2)의 충격에 대한 에너지의 효과적인 분산(dissipation)이 웹(7)이 그러한 범위와 그것에 대한 지렛대 효과(leverage effect)가 낮게 유지되는 힘-전환 방식(force-diverting manner)에 의해서만 탄력적으로 변형 가능하다는 사실에 의해 달성되는 것을 보장(ensure)하여, 재료 피로(material fatigue)가 거의 또는 전혀 발생하지 않고 이러한 제동 스타(5)를 이행하는(implementing) 제동 장치의 사용 기간(service life)은 상당히 증가될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 제동 스타(5)의 설계는, 상술한 치수 비율에 대하여 엄격하게 상응하는 제동 장치를 만들기 위해, 본 발명에 따르면 정밀 거동(rigidity behavior)을 지지하는 볼트(2)와 제동 스타(5) 사이의 소재 페어링(material pairing)을 제공하는 것이 더 제공된다.

또한, 로봇 암의 두 링크 사이의 조인트 장치의 무게를 가능한 낮게 유지하기 위하여, 제동 스타(5)는 두께가 이상적으로 2mm를 초과하지 않는 시트 메탈 파트(sheet metal part)로 설계될 수 있다. 이에 맞춰, 볼트(2)의 두께는 이런 치수의 범위 안에 있어야 한다. 콤팩트한 구조의 실현을 위하여, 볼트(2)는 이러한 치수 아래로 떨어지지 않는 결과로 제동 맞물림 시에 타격(stroke)를 수행한다.

본 발명에 따르면 볼트(2)가 충격면(9) 내의 정확히 평평한 그것의 원주방향 단부(circumferential edge section)에 접촉 상태가 될 수 있는 방식으로 해방 위치에서 볼트(2)의 배치와 제동 맞물림 시의 타격 높이가 그리하여 선택될 수 있다.

이를 위한 이상적인 탄성 변형 거동(elastic deformation behavior)을 획득하기 위하여, 본 발명은 예를 들어 타입 1.0715 (11SMN30+C+A) 같은, 무른 쾌삭강(soft free cutting steel)으로 제조된 볼트(2)를 제공하며, 반면 제동 스타(5)는 타입 1.7225 (42CrMo4)와 같이, 고강성(high strength)인 동시에 고인성(high toughness)이며 열 처리 가능한 스틸(heat-treatable steel)로 제조된다. 경도(hardness), 인장 강도(tensile strength), 항복 강도(yield strength) 및 연신율(elongation at break)의 조건 내에서 제동 스타(5)의 기계적 재료 특징은 따라서 볼트(2)의 그것들 보다 높고, 만일 필요하다면 소재 담금질(material quenching)과 템퍼링(tempering)과 표면 처리를 위한 적절한 조치를 고려할 수 있다.

또한 본 발명에 따라 정의된 리세스(recesses)를 갖는 제동 스타의 설계의 이점은 다음과 같다, 질량 의존적인(mass-dependent) 낮은 가속도와 관련된 낮은 최대 토크의 결과로서, 기어 유닛과 구동 장치의 로터 또는 드라이브 샤프트에 대한 부하가 낮다. 반대로, 이는 브레이크 맞물림 시에 속도가 더 빨리 감소될 수 있음을 의미한다.

본 발명에 따르면, 수 및/또는 모양 및/또는 배치의 선택과 리세스 또는 홀의 위치는 가속 및 제동 거동과 관련된 최적 프로세스 파라미터들(optimum process parameters)의 설정에 특히 영향을 주도록 사용될 수 있다.

1: 제동 작동 장치(Brake activation device)
2: 볼트(Bolt)
3: 베어링 와셔(Bearing washer)
4: 로터(Rotor)
5: 제동 스타(Braking star)
6: 슬리브(Sleeve)
7: 웹(Web)
8: 내측 링(Inner ring)
9: 충격면(Impact surface)
10: 챔퍼(Chamfer)
11: 홀(Holes)
12: 확장부(Expansion)
DB: 볼트 직경(Diameter bolt)
RA: 충격면 반경(Radius of impact surface)
LB: 로터 축-볼트 축 거리(Distance axis rotor - axis bolt)
DA: 웹/제동 스타의 외경(Outer diameter of webs/braking star)
DL: 홀 직경(Diameter holes)
S: 웹 중심축(Center axis web)
L: 로터 축-홀 중심 라인(Line axis rotor - center hole)
P: 충격면 내 라인L 교차점(Intersection point line L in impact surface)
RP: 교차점P 반경(Radius intersection point P)
RL: 홀 중심에 관한 반경(Radius in relation to center holes)
RB: 거리LB 마이너스 직경DB/2 반경(Radius LB minus DB/2)

Claims (12)

1. 로봇 암의 두 링크 사이 조인트의 구동 장치를 위한 제동 장치로서,
   제동 작동 장치(1) 및 잠금 요소(2)를 포함하며,
   상기 제동 작동 장치(1)는 필요 시에 상기 잠금 요소(2)를 제동 요소(5)에 연관(into engagement)시키도록 설계되며,
   상기 제동 요소(5)는 로터(4)의 회전을 멈추기 위해 회전적으로 고정되는 방식(rotationally fixed manner)으로 상기 구동 장치의 상기 로터(4)에 연결되며,
   상기 잠금 요소는 볼트(2)로 설계되고 상기 제동 요소는 상기 로터(4)의 축으로부터 반경 방향으로 돌출된(projecting) 적어도 하나의 웹(7)을 포함하는 제동 스타(5)로 설계되며,
   상기 웹(7)은 연관되었을 때(when engaged) 상기 볼트(2)와 상호작용하는 충격면(9)을 포함하고, 상기 충격면(9)은 상기 제동 스타(5)의 회전 방향에 대하여 내측으로 구부러지고 적어도 상기 볼트(2)의 반경(DB/2)에 상응하는 반경(RA)을 포함하고, 상기 충격면(9)은 상기 로터(4)의 축과 상기 볼트(2)의 축 사이 거리(LB)를 넘어서 상기 반경 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는, 로봇 암의 두 링크 사이 조인트의 구동 장치를 위한 제동 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 충격면(9)은 상기 볼트(2)의 가이딩(guiding)을 위해 원주 방향(circumferential direction)으로 상기 웹(7)으로부터 확장되는, 로봇 암의 두 링크 사이 조인트의 구동 장치를 위한 제동 장치.
3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 웹(7)은 반경 방향 내측으로 위치된 적어도 하나의 리세스(11)를 포함하는, 로봇 암의 두 링크 사이 조인트의 구동 장치를 위한 제동 장치.
4. 제3 항에 있어서,
   두 개의 동일 형태(uniform)의 홀(11)들이 마련되며 상기 홀들은 상기 웹(7)의 중심축(S)으로부터 동일한 간격을 둔, 로봇 암의 두 링크 사이 조인트의 구동 장치를 위한 제동 장치.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 로터(4)의 축과 상기 홀(11)의 중심 사이에 반경 방향으로 연장된 라인(L)은 포인트(P)에서 상기 충격면(9)에 교차하며, 상기 포인트(P)에 관련된 반경(RP)은 상기 로터(4)의 축과 상기 볼트(2)의 축 사이 거리(LB)보다 작은, 로봇 암의 두 링크 사이 조인트의 구동 장치를 위한 제동 장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 로터(4)의 축과 상기 홀(11)의 중심 사이에 반경 방향으로 연장된 라인(L)은 상기 볼트(2)가 연관될 때 최대 충격력(the greatest impact forces)이 발생하는 포인트(P)에서 상기 충격면(9)에 교차하는, 로봇 암의 두 링크 사이 조인트의 구동 장치를 위한 제동 장치.
7. 제4 항, 제5항 또는 제6항에 있어서,
   상기 홀(11)의 중심에서 상기 로터(4)의 축까지의 거리에 의해 형성되는 반경(RL)은 상기 볼트(2)의 축에서 상기 로터(4)의 축까지의 거리(LB)에서 상기 볼트의 반경(DB/2)을 감하여(minus) 형성되는 반경(RB)과 적어도 같거나 더 작은, 로봇 암의 두 링크 사이 조인트의 구동 장치를 위한 제동 장치.
8. 제4항, 제5항, 제6항 또는 제7항에 있어서,
   상기 홀의 직경(DL)은 상기 볼트의 반경(DB/2)과 적어도 같거나 더 작은, 로봇 암의 두 링크 사이 조인트의 구동 장치를 위한 제동 장치.
9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 원주 방향으로 서로 등거리로(equidistantly) 마련된 N개의 웹(7)들이 제공되며, 상기 웹(7)의 원주 방향 폭(circumferential width)으로 결정되는 각각의 웹(7)의 열림각(opening angle; α)은 360°/3N인, 로봇 암의 두 링크 사이 조인트의 구동 장치를 위한 제동 장치.
10. 제9 항에 있어서,
    3개의 웹(7)들이 제공되는, 로봇 암의 두 링크 사이 조인트의 구동 장치를 위한 제동 장치.
11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 따른 제동 장치를 갖는, 로봇 암의 두 링크 사이 조인트를 위한 구동 장치.
12. 조인트에 의해 서로에 관하여 움직일 수 있게 마련된 복수의 링크를 갖는 로봇 암을 포함하는 로봇에 있어서, 적어도 하나의 조인트가 제11 항에 따른 구동 장치를 포함하는, 로봇 암을 포함하는 로봇.
    

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