KR20220106476A - Brake apparatus for collaborative robot joint - Google Patents

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KR20220106476A
KR20220106476A KR1020210009430A KR20210009430A KR20220106476A KR 20220106476 A KR20220106476 A KR 20220106476A KR 1020210009430 A KR1020210009430 A KR 1020210009430A KR 20210009430 A KR20210009430 A KR 20210009430A KR 20220106476 A KR20220106476 A KR 20220106476A
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김기혁
최민준
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주식회사 푸른기술
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Abstract

The present invention comprises: a body (10) supporting an input shaft (15) on a frame (11); a stop plate (20) coupled to an end of the input shaft (15) and having a plurality of wing pieces; and a drive member (30) having a first stop pin (31) and a second stop pin (32), which are disposed at spaced apart positions of the frame (11), connected to each solenoid (37) to alternately control engagement with the stop plate (20). Accordingly, the brake device for a collaborative robot joint is based on a light and simple structure to enable close cooperation with workers in an industrial field realizing a smart factory, and can increase practical usability by increasing the reliability of operations such as optimizing a braking time and minimizing an interval in joints.

Description

협동로봇 관절의 브레이크 장치 {Brake apparatus for collaborative robot joint}Brake apparatus for collaborative robot joint

본 발명은 로봇의 브레이크에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 산업현장에서 스마트 팩토리를 실현하기 위해 작업자와의 협력을 전제로 하는 협동로봇 관절의 브레이크 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a brake of a robot, and more particularly, to a brake device for a joint of a cooperative robot that is premised on cooperation with a worker to realize a smart factory in an industrial field.

급속한 기술발전에 따라서 각종 산업현장의 경우 연관 기술의 발전과 함께 인간의 노동을 대체하는 개념을 벗어나서 인간과 협력이 가능한 협동로봇 개념으로 전환되어 가고 있다. 제조용 협동로봇은 작업성과 안전성을 고려하여 6축 이상의 다관절 메커니즘을 기반으로 한다.With the rapid technological development, in the case of various industrial sites, with the development of related technologies, the concept of replacing human labor is shifting away from the concept of a collaborative robot capable of cooperating with humans. The collaborative robot for manufacturing is based on a multi-joint mechanism of 6 or more axes in consideration of workability and safety.

다관절 구조의 협동로봇은 경량, 슬림화를 위해서 솔레노이드를 기반으로 멈춤핀과 멈춤판을 연계하는 단순한 구조의 기계식 브레이크를 탑재한다. 이는 솔레노이드의 온오프에 따라 멈춤핀과 멈춤판의 맞물림이 단속되므로 마찰식 브레이크와 달리 슬립을 최소화한 제동이 가능하다.The multi-joint structure cooperative robot is equipped with a simple mechanical brake that connects the stop pin and the stop plate based on a solenoid for light weight and slimness. Unlike a friction brake, it is possible to brake with minimal slip because the engagement between the stop pin and the stop plate is interrupted according to the on/off of the solenoid.

이와 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 등록특허공보 제1632370호(선행문헌 1), 한국 공개특허공보 제2020-0121076호(선행문헌2) 등의 특허문헌이 알려져 있다.Patent documents such as Korean Patent Publication No. 1632370 (Prior Document 1) and Korean Patent Application Laid-Open No. 2020-0121076 (Prior Document 2) are known as prior art documents that can be referenced in this regard.

선행문헌 1은 구동축에 축결합하며, 방사상으로 돌출된 복수개의 걸림편이 형성된 플레이트; 전류 인가에 따라 자속을 배가 또는 감쇄시키는 래치타입 솔레노이드; 솔레노이드에 의해 플레이트의 걸림편을 걸림 또는 걸림해제시키는 걸림돌기;를 포함한다. 이에, 결합구조를 단순화하고 발열에 따른 흡인력 감소와 오동작을 방지하는 효과를 기대한다.Prior Document 1 is shaft-coupled to the drive shaft, a plate formed with a plurality of radially protruding engaging pieces; a latch-type solenoid that doubles or attenuates magnetic flux according to current application; It includes a; Accordingly, the effect of simplifying the coupling structure and preventing a reduction in suction force and malfunction due to heat generation is expected.

선행문헌2는 구동축에 결합되고 다수의 걸림편이 형성된 브레이크 링; 브레이크 링의 걸림편과 간섭에 의해 구동축의 회전을 정지시키기 위한 걸림돌기가 형성된 브레이크 윙; 브레이크 윙을 회전시켜 걸림돌기의 위치를 이동시키기 위한 위치 조정부; 등을 포함한다. 이에, 작은 유격을 가지고 양방향 브레이킹이 가능한 구성을 구현하는 효과를 기대한다.Prior Document 2 is a brake ring coupled to the drive shaft and formed with a plurality of engaging pieces; a brake wing formed with a locking protrusion for stopping the rotation of the drive shaft by interference with the locking piece of the brake ring; Position adjustment unit for moving the position of the locking projection by rotating the brake wing; etc. Accordingly, the effect of implementing a configuration capable of bidirectional braking with a small clearance is expected.

다만, 상기한 선행문헌은 협동로봇에 적용에 있어서 브레이킹 시간 최적화, 관절의 유격 최소화 등과 같은 동작 신뢰성 확보 측정에서 개선의 여지를 보이고 있다.However, the above-mentioned prior literature shows room for improvement in measurement of securing operational reliability such as optimizing braking time and minimizing joint play in application to cooperative robots.

한국 등록특허공보 제1632370호 "로봇 관절 모듈용 브레이크 장치" (공개일자 : 2015.10.05.)Korean Patent Publication No. 1632370 "Brake device for robot joint module" (Publication date: 2015.10.05.) 한국 공개특허공보 제2020-0121076호 "구동축 브레이킹 장치" (공개일자 : 2020.10.23.)Korean Patent Application Laid-Open No. 2020-0121076 "Drive shaft braking device" (published date: October 23, 2020)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 스마트 팩토리를 실현하는 산업현장에서 작업자와의 협력을 전제로 경박단소한 구조를 기반으로 하면서 브레이킹 시간 최적화, 관절의 유격 최소화 등과 같은 작동의 신뢰성을 높일 수 있는 협동로봇 관절의 브레이크 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention to improve the conventional problems as described above is based on a light and simple structure on the premise of cooperation with workers in an industrial field that realizes a smart factory, while optimizing braking time, minimizing joint play, etc. It is to provide a brake device for joint robot joint that can increase the reliability of the robot.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 프레임 상에 입력축을 지지하는 몸체; 상기 입력축의 단부에 결합되고, 다수의 날개편을 갖춘 멈춤판; 상기 프레임의 이격된 위치에 배치되는 제1멈춤핀과 제2멈춤핀을 각각의 솔레노이드에 연결하여 멈춤판에 대한 맞물림을 교번적으로 단속하는 구동부재;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a body for supporting an input shaft on a frame; a stop plate coupled to an end of the input shaft and having a plurality of blade pieces; and a driving member for alternately controlling engagement with the stop plate by connecting the first stop pin and the second stop pin disposed at the spaced apart positions of the frame to each solenoid.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 멈춤판은 적어도 일면에서 파형와셔를 개재하여 설정된 토크에서 슬라이딩 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the stop plate is characterized in that at least one surface is coupled to be slidable at a set torque via a corrugated washer.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 제1멈춤핀과 일측 날개편의 중심이 일치되어 맞물린 상태에서 상기 제2멈춤핀은 인접한 타측 날개편의 중간에 위치하는 것을 특징으로 한다.According to the detailed configuration of the present invention, in a state where the centers of the first stop pin and the one wing piece are aligned and engaged, the second stop pin is positioned in the middle of the adjacent other wing piece.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 구동부재는 복수의 멈춤핀 중의 어느 하나를 사용하는 경우에 비하여 솔레노이드의 오프 순간에서 실제 제동까지의 정지시간을 50% 이하로 축소하는 것을 특징으로 한다.According to the detailed configuration of the present invention, the driving member is characterized in that the stopping time from the moment of the solenoid off to the actual braking is reduced to 50% or less compared to the case of using any one of the plurality of stopping pins.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 구동부재는 멈춤핀에서 멈춤판과 접촉되는 영역에 다수의 구체를 구비하는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the driving member is characterized in that it has a plurality of spheres in a region in contact with the stop plate at the stop pin.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 스마트 팩토리를 실현하는 산업현장에서 작업자와의 긴밀한 협력이 가능하도록 경박단소한 구조를 기반으로 하면서 브레이킹 시간 최적화, 관절의 유격 최소화 등과 같은 작동의 신뢰성을 높여 실질적인 활용성을 증대하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, practical utility by increasing the reliability of operation such as optimizing braking time and minimizing joint play, etc. while based on a light and thin structure to enable close cooperation with workers in industrial sites realizing a smart factory has the effect of increasing

도 1은 본 발명에 따른 브레이크 장치를 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 장치의 구동부재를 나타내는 구성도
도 3은 본 발명에 따른 장치를 작동 상태에서 나타내는 구성도
도 4는 도 3의 기술 사상을 요점을 부연 설명하는 모식도
도 5는 본 발명의 변형예예에 따른 장치를 나타내는 구성도
도 6은 도 5의 장치를 작동 상태에서 나타내는 구성도1 is a block diagram showing a brake device according to the present invention;
2 is a block diagram showing a driving member of the device according to the present invention;
3 is a block diagram showing the device according to the present invention in an operating state;
It is a schematic diagram explaining the main point of the technical idea of FIG.
5 is a block diagram showing an apparatus according to a modified example of the present invention;
6 is a block diagram showing the device of FIG. 5 in an operating state;

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.

본 발명은 협동로봇의 관절에 설치되는 브레이크 장치에 관하여 제안한다. 다관절 구조의 협동로봇에 적용하여 유효성을 높이지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.The present invention proposes a brake device installed on the joint of a cooperative robot. It is applied to a multi-joint structure cooperative robot to increase effectiveness, but is not limited thereto.

본 발명에 따른 관절체(10)는 프레임(11) 상에 입력축(15)을 지지하는 구조를 이루고 있다.The joint body 10 according to the present invention has a structure that supports the input shaft 15 on the frame 11 .

도 1을 참조하면, 다관절 협동로봇의 일측 아암과 타측 아암을 관절로 연결하는 몸체(10)를 나타낸다. 몸체(10)는 프레임(11) 상에 입력축(15) 및 출력축을 구동모터, 감속기, 제동기 등과 동심으로 회전 가능하게 지지한다. 구동모터에 연결되는 입력축(15)은 설정된 알고리즘에 따라 정역방향으로 가속 또는 감속 가능하도록 제어된다.Referring to FIG. 1 , a body 10 connecting one arm and the other arm of the multi-joint cooperative robot is shown. The body 10 rotatably supports the input shaft 15 and the output shaft on the frame 11 concentrically with a driving motor, a speed reducer, a brake, and the like. The input shaft 15 connected to the driving motor is controlled to accelerate or decelerate in the forward and reverse directions according to a set algorithm.

또한, 본 발명에 따르면 다수의 날개편을 갖춘 멈춤판(20)이 상기 입력축(15)의 단부에 결합되는 구조를 이루고 있다.In addition, according to the present invention, the stop plate 20 having a plurality of blades is configured to be coupled to the end of the input shaft 15 .

도 1에서, 4개의 날개편을 갖춘 멈춤판(20)이 입력축(15)의 단부에 연결된 상태를 나타낸다. 멈춤판(20)은 날개편의 개수에 따라 회전 간격(각도)이 정해지며, 이로 인한 유격이 출력각의 편차로 나타나면서 정밀도에 영향을 준다. 유격을 줄이기 위해 날개편의 수량을 증가시키면 중량이 증가되어 협동로봇의 경박단소화에 불리하고 후술하는 솔레노이드(37)가 작동하는 과정에서 불필요한 간섭을 초래하기 쉽다. 협동로봇의 동작 속도에 따라 멈춤판(20)의 날개편은 4개 또는 6개가 적합하지만 이에 한정되는 것은 아니다.In FIG. 1 , a stop plate 20 having four blades is shown connected to the end of the input shaft 15 . The stop plate 20 has a rotation interval (angle) determined according to the number of blade pieces, and the resulting play appears as a deviation of the output angle and affects the precision. If the number of wing pieces is increased in order to reduce the play, the weight is increased, which is disadvantageous to light, thin and compact, and it is easy to cause unnecessary interference in the process of the operation of the solenoid 37 to be described later. According to the operating speed of the cooperative robot, 4 or 6 wing pieces of the stop plate 20 are suitable, but are not limited thereto.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 멈춤판(20)은 적어도 일면에서 파형와셔(25)를 개재하여 설정된 토크에서 슬라이딩 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the stop plate 20 is coupled to be slidable at a set torque via a corrugated washer 25 on at least one surface.

도 2를 참조하면, 멈춤판(20)이 입력축(15) 상에 파형와셔(25)와 스냅링(27)을 개재하여 장착된 상태를 나타낸다. 멈춤판(20)의 하측에 파형와셔(25)가 밀착되도록 상단과 하단에서 스냅링(27)으로 가압력을 작용한다. 이와 같은 파형와셔(25)는 멈춤판(20)의 상측에 설치하거나 하측과 상측에 모두 설치할 수도 있다. 어느 경우에나 파형와셔(25)는 입력축(15)의 축방향으로 형성된 요철을 통하여 멈춤판(20)에 회전력을 전달한다. 협동로봇 아암의 제동 과정에서 멈춤판(20)에 과도한 토크가 발생하면 입력축(15)에 대한 슬립을 유발하여 구동모터, 감속기 등의 파손을 방지한다.Referring to FIG. 2 , the stop plate 20 is mounted on the input shaft 15 with the corrugated washer 25 and the snap ring 27 interposed therebetween. A pressing force is applied by the snap ring 27 at the top and bottom so that the corrugated washer 25 is in close contact with the lower side of the stop plate 20 . Such a corrugated washer 25 may be installed on the upper side of the stop plate 20 or may be installed on both the lower side and the upper side. In any case, the corrugated washer 25 transmits the rotational force to the stop plate 20 through the unevenness formed in the axial direction of the input shaft 15 . When excessive torque is generated in the stop plate 20 during the braking process of the cooperative robot arm, it causes slip on the input shaft 15 to prevent damage to the drive motor, reducer, and the like.

또한, 본 발명에 따르면 구동부재(30)가 상기 프레임(11)의 이격된 위치에 배치되는 제1멈춤핀(31)과 제2멈춤핀(32)을 각각의 솔레노이드(37)에 연결하여 멈춤판(20)에 대한 맞물림을 교번적으로 단속하는 구조를 이루고 있다.In addition, according to the present invention, the driving member 30 is stopped by connecting the first stop pin 31 and the second stop pin 32 disposed at the spaced positions of the frame 11 to each solenoid 37 . It has a structure that alternately intermittently intercepts the engagement with the plate 20 .

도 2에서, 구동부재(30)가 제1멈춤핀(31)과 제2멈춤핀(32)을 포함하여 구성되는 상태를 나타낸다. 제1멈춤핀(31)과 제2멈춤핀(32)은 프레임(11)에 형성되는 지지홈(13)에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 설치된다. 각각의 멈춤핀(31)(32)에는 상승과 하강을 유발하는 솔레노이드(37)가 연결된다. 솔레노이드(37)는 하단의 지지홈(13)에 수용된 스프링(38)에 의해 상방향으로 탄성력을 받는다. 제1멈춤핀(31) 및 제2멈춤핀(32) 중의 어느 하나만 설치되는 경우에 비하여 이격된 2개의 멈춤핀(31)(32)을 사용하면 멈춤판(20)의 날개편 수량을 증가시키지 않더라도 협동로봇 아암의 제동시 동작 시간 단축 및 정지 후 관절의 유격을 축소할 수 있다.In FIG. 2 , a state in which the driving member 30 is configured to include a first stop pin 31 and a second stop pin 32 is shown. The first stop pin 31 and the second stop pin 32 are axially slidably installed in the support groove 13 formed in the frame 11 . Each of the stop pins 31 and 32 is connected to a solenoid 37 that causes rising and falling. The solenoid 37 receives an elastic force upward by the spring 38 accommodated in the bottom support groove 13 . Compared to the case in which only one of the first stop pin 31 and the second stop pin 32 is installed, using two stop pins 31 and 32 spaced apart does not increase the number of blade pieces of the stop plate 20. Even if it is not, it is possible to shorten the operation time when braking the cooperative robot arm and reduce the play of the joint after stopping.

도 2(a)처럼 솔레노이드(37)에 전원이 인가된 상태에서 멈춤핀(31)(32)이 하강하여 멈춤판(20)의 날개편과 맞물리지 않아 제동이 해제된다. 도 2(b)처럼 솔레노이드(37)에 전원이 해제되면 멈춤핀(31)(32)이 스프링(38)의 탄성력으로 상승하여 멈춤판(20)의 날개편과 맞물리므로 제동 상태로 된다. 도 2(b)의 상태에서 2개의 멈춤핀(31)(32)이 동시에 작동하지만 어느 하나만 멈춤판(20)의 날개편에 맞물려 입력축(15)을 제동한다.As shown in FIG. 2( a ), in a state in which power is applied to the solenoid 37 , the stop pins 31 and 32 descend and do not engage with the wing piece of the stop plate 20 , so that the braking is released. When power is released to the solenoid 37 as shown in FIG. 2( b ), the stop pins 31 and 32 rise by the elastic force of the spring 38 and engage with the wing piece of the stop plate 20 , thereby entering a braking state. In the state of FIG. 2 ( b ), the two stop pins 31 and 32 operate simultaneously, but only one of them engages with the wing of the stop plate 20 to brake the input shaft 15 .

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 제1멈춤핀(31)과 일측 날개편의 중심이 일치되어 맞물린 상태에서 상기 제2멈춤핀(32)은 인접한 타측 날개편의 중간에 위치하는 것을 특징으로 한다.According to the detailed configuration of the present invention, in a state in which the centers of the first stop pin 31 and one wing piece coincide with each other, the second stop pin 32 is positioned in the middle of the adjacent other wing piece.

도 3을 참조하면, 제1멈춤핀(31)이 제1날개편(21)과 맞물린 상태에서 제2멈춤핀(32)은 타측에서 상호 인접한 제2날개편(22)의 중간에 위치한다. 부호 A1 및 A2는 멈춤판(20)의 회전 과정에서 제1멈춤핀(31)과 제2멈춤핀(32)에 의한 유격을 나타낸다. 만일 제1멈춤핀(31)만 사용하는 경우 멈춤판(20)의 제1날개편(21)이 반시계 방향으로 회전한다면 부호 A1으로 나타내는 유격을 갖는다. 반면에 본 발명처럼 2개의 멈춤핀(31)(32)을 사용하는 경우 제1날개편(21)이 제1멈춤핀(31)에서 이탈하여 A1의 유격을 모두 경유하기 전에 제2멈춤핀(32)이 제2날개편(22) 중의 하나에 맞물리므로 A2의 유격으로 단축된다.Referring to FIG. 3 , in a state in which the first stop pin 31 is engaged with the first wing piece 21 , the second stop pin 32 is located in the middle of the second wing piece 22 adjacent to each other from the other side. Reference numerals A1 and A2 denote clearance by the first stopper pin 31 and the second stop pin 32 during the rotation of the stopper plate 20 . If only the first stop pin 31 is used, if the first wing piece 21 of the stop plate 20 rotates counterclockwise, it has a clearance indicated by the reference symbol A1. On the other hand, in the case of using two stop pins 31 and 32 as in the present invention, the first wing piece 21 departs from the first stop pin 31 and passes through all of the clearance of A1 before the second stop pin ( 32) is engaged with one of the second blade pieces 22, so that it is shortened by the clearance of A2.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 구동부재(30)는 복수의 멈춤핀(31)(32) 중의 어느 하나를 사용하는 경우에 비하여 솔레노이드(37)의 오프 순간에서 실제 제동까지의 정지시간을 50% 이하로 축소하는 것을 특징으로 한다.According to the detailed configuration of the present invention, the drive member 30 reduces the stopping time from the moment of the off moment of the solenoid 37 to the actual braking by 50% compared to the case of using any one of the plurality of stop pins 31 and 32 . It is characterized in that it is reduced to below.

도 4는 멈춤판(20)의 날개편이 4개인 조건에서 종래와 본 발명의 작동을 비교하여 나타낸다. 도 4(a)(b)는 멈춤핀(31)이 1개인 경우이고, 도 4(c)(d)는 멈춤핀(31)(32)이 2개인 경우이다. 4 shows the operation of the prior art and the present invention in comparison with the condition that the stop plate 20 has four blades. 4(a)(b) is a case in which the stop pin 31 is one, and FIGS. 4(c)(d) is a case in which the stop pin 31 and 32 are two.

도 4(a)에서 입력축(15)의 반시계방향 회전 시 제동이 발생하면 멈춤판(20)의 날개편 ①의 위치는 브레이크의 제1멈춤핀(31)에 의해 멈추지 않고 날개편 ②와 접촉하여 멈추게 되어 약 90˚의 회전이 발생한다. 도 4(b)에서 솔레노이드(37)의 오프 상태로 보이듯이 ①~②, ②~③, ③-④, ④~①의 범위에서 관절 출력축의 움직임이 발생하여 유격이 90˚ 수준이다.In Fig. 4(a), when braking occurs when the input shaft 15 is rotated counterclockwise, the position of the wing piece ① of the stop plate 20 is not stopped by the first stop pin 31 of the brake and is in contact with the blade piece ② It stops and rotates about 90 degrees. As shown in the off state of the solenoid 37 in FIG. 4(b), the movement of the joint output shaft occurs in the ranges of ①~②, ②~③, ③-④, ④~①, so that the clearance is at the level of 90˚.

도 4(c)에서, 입력축(15)이 반시계방향 회전 시 제동이 발생하면 멈춤판(20)의 날개편 ①의 위치는 제1멈춤핀(31)에 의해 멈추지 않고 날개편 ②와 제1멈춤핀(31)의 접촉이 발생하기 전에 날개편 ④와 제2멈춤핀(32)이 접촉하여 멈추게 되어 멈춤핀을 1개만 사용하는 경우에 대비하여 50% 이하의 정지시간 단축효과를 얻을 수 있다. 도 4(d)에서 솔레노이드(37)가 오프되면 멈춤핀(31)(32)이 2개소 위치하여 유격량이 1개의 멈춤핀(31) 설치 시외 대비하여 50% 이하로 줄어든다. In Fig. 4(c), when braking occurs when the input shaft 15 rotates counterclockwise, the position of the blade piece ① of the stop plate 20 is not stopped by the first stop pin 31, but the blade piece ② and the first Before the contact of the stop pin 31 occurs, the wing piece ④ and the second stop pin 32 come into contact and stop, so that a reduction in stopping time of 50% or less can be obtained compared to the case where only one stop pin is used. . When the solenoid 37 is turned off in FIG. 4( d ), the stop pins 31 and 32 are located at two places, so that the amount of play is reduced to 50% or less compared to outside the city where one stop pin 31 is installed.

이때, 제동시 정지시간의 단축을 위해 단순히 멈춤판(20)의 날개편의 개수를 늘리는 경우에는 솔레노이드(37)에 의한 멈춤핀의 멈춤 위치 복귀 시간 문제에 의해 멈춤핀 2개를 배치한 것과 같은 효과를 얻기 어렵다.At this time, in the case of simply increasing the number of wing pieces of the stopper plate 20 to shorten the stopping time during braking, the effect of disposing two stopping pins due to the time problem of returning the stopping pin to the stopping position by the solenoid 37 is the same effect. hard to get

본 발명의 변형예로서, 멈춤판(20)의 날개편이 6개인 경우에도 멈춤핀(31)(32)은 동일한 원리로 적용된다.As a modified example of the present invention, even when the number of blade pieces of the stop plate 20 is 6, the stop pins 31 and 32 are applied in the same principle.

도 5 및 도 6을 참조하면, 6개의 날개편을 갖춘 멈춤판(20)이 입력축(15)의 단부에 연결된 상태를 나타낸다. 도 1과 비교하여 멈춤판(20)의 날개편 수량만 증가되고 입력축(15)에 대한 결합 방식과 구동부재(30)의 세부 구성 및 작동 원리는 동일성을 유지한다.5 and 6 , the stop plate 20 having six blade pieces is connected to the end of the input shaft 15 . Compared with FIG. 1 , only the number of blade pieces of the stop plate 20 is increased, and the method of coupling to the input shaft 15 and the detailed configuration and operating principle of the driving member 30 remain the same.

협동로봇 아암의 제동 유격은 멈춤판(20)의 날개편의 단부 폭(각도), 멈춤핀(31)(32)의 직경에 따라 달라지나 멈춤판(20)의 날개편이 6개인 경우에 A1이 60˚보다 작은 대략 48˚라면 A2는 최대 18˚ 정도로 축소가 가능하다.The braking play of the cooperative robot arm varies depending on the width (angle) of the end width (angle) of the blade piece of the stop plate 20 and the diameter of the stop pin 31 and 32, but when the stop plate 20 has 6 blade pieces, A1 is 60 If it is approximately 48˚ smaller than ˚, A2 can be reduced to a maximum of 18˚.

한편, 입력축(15)의 중심을 기준으로 날개편의 외단까지 길이는 멈춤핀(31)(32)의 내단까지 길이보다 다소 크게 설정한다. 이 경우 멈춤판(20)의 날개편은 멈춤핀(31)(32)과 중심이 일치되지 않고 멈춤핀(31)(32)의 일측에 접촉되어 회전이 구속된다. 협동로봇의 특정축의 아암을 제동함에 있어서 구동모터의 감속이 선행되고 이어서 멈춤판(20) 및 멈춤핀(31)(32) 간의 접촉에 의한 맞물림 상태로 제동이 마무리된다.On the other hand, the length from the center of the input shaft 15 to the outer end of the wing piece is set to be somewhat larger than the length to the inner end of the stop pins 31 and 32 . In this case, the wing piece of the stop plate 20 is not aligned with the center of the stop pins 31 and 32 and comes into contact with one side of the stop pins 31 and 32 to restrict rotation. In braking the arm of a specific axis of the cooperative robot, deceleration of the driving motor is preceded, and then braking is finished in a state of engagement by contact between the stop plate 20 and the stop pins 31 and 32 .

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 구동부재(30)는 멈춤핀(31)(32)에서 멈춤판(20)과 접촉되는 영역에 다수의 구체(35)를 구비하는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the driving member 30 is characterized in that it is provided with a plurality of spheres 35 in a region in contact with the stop plate 20 in the stop pins 31 and 32 .

도 1에서, 구동부재(30)가 멈춤핀(31)(32)에 다수의 구체(35)를 구비한 상태를 나타낸다. 멈춤핀(31)(32)은 상측 영역에 2분할 구조의 헤드부(33)를 구비하고 헤드부(33)에 원주상으로 형성된 요홈부(34)를 이용하여 구체(35)를 롤링 가능하게 지지한다. 솔레노이드(37)의 오프에 의해 입력축(15)과 멈춤판(20)이 제동된 상태에서 날개편은 멈춤핀(31)(32)의 헤드부(33)의 구체(35)에 접촉하지만 맞물림 상태가 유지된다. 이후 솔레노이드(37)가 온되어 제동을 해제하려는 순간 헤드부(33)가 마찰력을 극복하고 축방향으로 이동하는데, 날개편에 접촉된 헤드부(33)의 구체(35)가 롤링되면서 솔레노이드(37)의 신속한 복귀를 조력한다.In FIG. 1 , a state in which the driving member 30 is provided with a plurality of spheres 35 on the stop pins 31 and 32 is shown. The stop pins 31 and 32 are provided with a head portion 33 having a two-division structure in the upper region, and the sphere 35 can be rolled using a concave portion 34 formed in a circumferential shape in the head portion 33 . support In a state in which the input shaft 15 and the stop plate 20 are braked by the off of the solenoid 37, the wing piece contacts the sphere 35 of the head part 33 of the stop pins 31 and 32, but is engaged. is maintained Thereafter, the solenoid 37 is turned on and the moment the brake is released, the head part 33 overcomes the frictional force and moves in the axial direction. ) to help them recover quickly.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.The present invention is not limited to the described embodiments, and it is apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, it should be said that such variations or modifications fall within the scope of the claims of the present invention.

10: 관절체 11: 프레임
13: 지지홈 15: 입력축
20: 멈춤판 21: 제1날개편
22: 제2날개편 25: 파형와셔
27: 스냅링 30: 구동부재
31, 32: 멈춤핀 33: 헤드부
34: 요홈부 35: 구체
37: 솔레노이드 38: 스프링
A1, A2: 유격10: articulated body 11: frame
13: support groove 15: input shaft
20: stop plate 21: first wing edition
22: second blade 25: corrugated washer
27: snap ring 30: driving member
31, 32: stop pin 33: head part
34: groove 35: sphere
37: solenoid 38: spring
A1, A2: play

Claims (5)

협동로봇의 관절에 설치되는 브레이크 장치에 있어서:
프레임(11) 상에 입력축(15)을 지지하는 몸체(10);
상기 입력축(15)의 단부에 결합되고, 다수의 날개편을 갖춘 멈춤판(20);
상기 프레임(11)의 이격된 위치에 배치되는 제1멈춤핀(31)과 제2멈춤핀(32)을 각각의 솔레노이드(37)에 연결하여 멈춤판(20)에 대한 맞물림을 교번적으로 단속하는 구동부재(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 협동로봇 관절의 브레이크 장치.In the brake device installed in the joint of the cooperative robot:
a body 10 supporting the input shaft 15 on the frame 11;
a stop plate 20 coupled to an end of the input shaft 15 and having a plurality of blade pieces;
The first stop pin 31 and the second stop pin 32 disposed at a spaced apart position of the frame 11 are connected to each solenoid 37 to alternately intermittently interlock with the stop plate 20 . The brake device of the joint robot, characterized in that it comprises; 청구항 1에 있어서,
상기 멈춤판(20)은 적어도 일면에서 파형와셔(25)를 개재하여 설정된 토크에서 슬라이딩 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 협동로봇 관절의 브레이크 장치.The method according to claim 1,
The stop plate (20) is a brake device for a joint robot, characterized in that at least one surface is coupled to be slidable at a set torque via a corrugated washer (25). 청구항 1에 있어서,
상기 제1멈춤핀(31)과 일측 날개편의 중심이 일치되어 맞물린 상태에서 상기 제2멈춤핀(32)은 인접한 타측 날개편의 중간에 위치하는 것을 특징으로 하는 협동로봇 관절의 브레이크 장치.The method according to claim 1,
In a state where the centers of the first stop pin 31 and one wing piece are aligned and engaged, the second stop pin 32 is positioned in the middle of the other adjacent wing piece. 청구항 1에 있어서,
상기 구동부재(30)는 복수의 멈춤핀(31)(32) 중의 어느 하나를 사용하는 경우에 비하여 솔레노이드(37)의 오프 순간에서 실제 제동까지의 정지시간을 50% 이하로 축소하는 것을 특징으로 하는 협동로봇 관절의 브레이크 장치.The method according to claim 1,
The driving member 30 reduces the stopping time from the moment of the off moment of the solenoid 37 to the actual braking by 50% or less compared to the case of using any one of the plurality of stop pins 31 and 32. Brake device for joint robot joint. 상기 구동부재(30)는 멈춤핀(31)(32)에서 멈춤판(20)과 접촉되는 영역에 다수의 구체(35)를 구비하는 것을 특징으로 하는 협동로봇 관절의 브레이크 장치.The driving member (30) is a joint robot brake device, characterized in that provided with a plurality of spheres (35) in the area in contact with the stop plate (20) in the stop pin (31) (32).
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