KR20220132378A

KR20220132378A - A cylindrical cable duct assembly for robots

Info

Publication number: KR20220132378A
Application number: KR1020210037613A
Authority: KR
Inventors: 최성혁
Original assignee: 주식회사 아진엑스텍
Priority date: 2021-03-23
Filing date: 2021-03-23
Publication date: 2022-09-30

Abstract

The present invention relates to a cable duct assembly surrounding the outside of a robot. According to the present invention, embodiments disclosed in the present specification provide the cable duct assembly where a cable is wound or unwound according to a movement range of a multi-joint robot.

Description

A CYLINDRICAL CABLE DUCT ASSEMBLY FOR ROBOTS

본 발명은 로봇의 원통형 케이블 덕트 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 로봇의 제어부에서 모터로 연결되는 케이블이 3차원 축으로 움직일 수 있도록 설치되는 케이블 덕트 어셈블리에 관한 것이다.The present invention relates to a cylindrical cable duct assembly for a robot, and more particularly, to a cable duct assembly installed so that a cable connected to a motor from a control unit of a robot can move in a three-dimensional axis.

통상적으로, 산업분야 전반에서 널리 사용되고 있는 다관절 로봇의 경우, 제어기와 복수의 모터 또는 제어기와 모터를 연결하는 케이블선 및 전원선이 설치된다. 중공형 모터는 사람의 관절과 뼈가 붙어있는 것과 유사하게, 모터 내부에 중공이 형성되어 내부를 따라 케이블선 및 전원선이 연결된다. 중공형 모터는 케이블 배선은 용이하지만, 경제적 측면에서 단가가 높아서 저렴한 또는 보급형 로봇을 제작하기 어렵다는 단점이 있다.In general, in the case of an articulated robot widely used in industrial fields, a cable line and a power line connecting a controller and a plurality of motors or a controller and a motor are installed. A hollow motor is similar to how human joints and bones are attached, a hollow is formed inside the motor, and a cable line and a power line are connected along the inside. Hollow motors are easy to wire cables, but have a disadvantage in that it is difficult to manufacture inexpensive or entry-level robots due to high cost in terms of economics.

중실형 모터의 경우, 다관절 로봇의 외부로 배선이 배치되어, 미관상 좋지 않다. 또한, 다관절 로봇의 이동시에 케이블이 걸리거나 파손될 수 있는 등의 안전상의 문제점이 있다.In the case of a solid motor, the wiring is arranged outside of the articulated robot, so the aesthetics are not good. In addition, there is a safety problem such as the cable may be caught or damaged when the articulated robot is moved.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은 로봇의 각 모터들에 연결되는 케이블을 다관절 로봇의 일부에 360도 감쌀 수 있으며, 다관절 로봇의 움직이는 범위에 따라 케이블이 감기거나 풀어질 수 있는 케이블 덕트 어셈블리를 제공한다.Embodiments disclosed in this specification can wrap a cable connected to each motor of the robot 360 degrees around a part of the articulated robot, and provide a cable duct assembly in which the cable can be wound or unwound according to the range of motion of the articulated robot. to provide.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 로봇의 외부를 둘러쌀 수 있는 케이블 덕트 어셈블리를 포함한다.In accordance with one embodiment of the present disclosure, a cable duct assembly capable of enclosing the outside of the robot is included.

본 개시의 일 실시예들에 따르면, 모터와 모터 사이를 원통형 케이블 덕트 어셈블리를 통해 케이블이 다관절 로봇에 부착 또는 감싸짐에 따라, 외관의 정돈된 느낌을 준다. 또한, 로봇의 이동 시 케이블이 걸리거나 파손되는 경우를 줄임으로써 안전성이 높아진다.According to one embodiment of the present disclosure, as a cable is attached to or wrapped in an articulated robot through a cylindrical cable duct assembly between the motor and the motor, an ordered feeling of the appearance is given. In addition, safety is increased by reducing the number of cases in which cables are jammed or damaged when the robot is moving.

본 개시의 일 실시예들에 따르면, 모터에 연결되는 케이블을 다관절 로봇의 스킨 색상에 따라 케이블 덕트 어셈블리의 색상 또는 패턴 등의 디자인 요소를 추가함으로써 미관상의 차별성을 줄 수 있다.According to the exemplary embodiments of the present disclosure, by adding design elements such as a color or pattern of a cable duct assembly to a cable connected to a motor according to the skin color of the articulated robot, aesthetic differentiation may be provided.

본 개시의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

본 개시의 실시예들은, 이하 설명하는 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이며, 여기서 유사한 참조 번호는 유사한 요소들을 나타내지만, 이에 한정되지 않는다.
도 1은 종래의 중실형 모터를 사용하는 6축 다관절 로봇을 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 중공형 모터를 사용하는 6축 다관절 로봇을 나타내는 도면이다.
도 3은 종래의 중실형 모터를 사용하는 6축 다관절 로봇의 배선 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 중실형 모터에 원통형 케이블 덕트가 적용된 다관절 로봇의 배선을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 중실형 모터에 원통형 케이블 덕트가 적용된 다관절 로봇의 배선을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따라 조인트 종류에 따라 케이블 덕트를 다르게 배치하는 예시를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라 케이블 덕트 어셈블리에 외부 스킨을 적용한 예시를 나타내는 도면이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings described below, in which like reference numerals denote like elements, but are not limited thereto.
1 is a view showing a 6-axis articulated robot using a conventional solid motor.
2 is a view showing a 6-axis articulated robot using a conventional hollow motor.
3 is a diagram showing a wiring state of a 6-axis articulated robot using a conventional solid motor.
4 is a diagram illustrating wiring of an articulated robot to which a cylindrical cable duct is applied to a solid motor according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a diagram illustrating wiring of an articulated robot to which a cylindrical cable duct is applied to a solid motor according to an embodiment of the present disclosure.
6 is a view illustrating an example of disposing a cable duct differently according to a joint type according to an embodiment of the present disclosure.
7 is a view illustrating an example of applying an outer skin to a cable duct assembly according to an embodiment of the present disclosure.

이하, 본 개시의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, specific contents for carrying out the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in the following description, if there is a risk of unnecessarily obscuring the gist of the present disclosure, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted.

첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.In the accompanying drawings, identical or corresponding components are assigned the same reference numerals. In addition, in the description of the embodiments below, overlapping description of the same or corresponding components may be omitted. However, even if descriptions regarding components are omitted, it is not intended that such components are not included in any embodiment.

개시된 실시예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이다.Advantages and features of the disclosed embodiments, and methods of achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in conjunction with the accompanying drawings. However, the present disclosure is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only the present embodiments allow the present disclosure to be complete, and those of ordinary skill in the art to which the present disclosure pertains. It is only provided to fully inform the person of the scope of the invention.

본 개시에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Terms used in the present disclosure will be briefly described, and the disclosed embodiments will be described in detail.

본 개시에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present disclosure have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present disclosure, but these may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the terms used in the present disclosure should be defined based on the meaning of the term and the contents of the present disclosure, rather than the simple name of the term.

본 개시에서의 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 복수의 표현은 문맥상 명백하게 복수인 것으로 특정하지 않는 한, 단수의 표현을 포함한다.Expressions in the singular in this disclosure include plural expressions unless the context clearly dictates the singular. Also, the plural expression includes the singular expression unless the context clearly dictates the plural.

본 개시의 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.In the context of the present disclosure, when a part 'includes' a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

본 명세서에서 "A 및/또는 B"의 기재는 A, 또는 B, 또는 A 및 B를 의미한다.Reference to "A and/or B" in this specification means A, or B, or A and B.

본 개시에서, 케이블은 제어를 위한 케이블선 및/또는 전원선 등과 같이 제어기와 모터 사이에 연결되는 다수의 선을 포괄하여 지칭할 수 있다.In the present disclosure, a cable may refer to a plurality of lines connected between a controller and a motor, such as a cable line for control and/or a power line, and the like.

도 1은 종래의 중실형 모터를 사용하는 6축 다관절 로봇을 나타내는 도면이다. 보통의 로봇은 도시된 것과 같이 케이블이 축 방향으로 돌아갈 수 있도록 디자인될 수 있다. 로봇의 내부에는 복수 개의 모터가 있는데, 제어기와 모터 사이 케이블이 연결될 수 있다. 이 때, 케이블은 제어를 위한 케이블선 및/또는 전원선 등을 포함할 수 있다. 케이블은 제어기와 6개의 모터 각각을 연결할 수 있는데, 이런 경우, 도시된 바와 같이, 로봇 팔의 외경이 넓어지고, 케이블을 가리기 위한 하우징 등이 추가로 필요하다.1 is a view showing a 6-axis articulated robot using a conventional solid motor. Ordinary robots can be designed so that the cable can be turned in an axial direction as shown. There are a plurality of motors inside the robot, and a cable between the controller and the motor may be connected. In this case, the cable may include a cable line and/or a power line for control. The cable can connect the controller and each of the six motors. In this case, as shown, the outer diameter of the robot arm is widened, and a housing for covering the cable is additionally required.

도 2는 종래의 중공형 모터를 사용하는 6축 다관절 로봇을 나타내는 도면이다. 도시된 바에 따르면, 케이블 중공형 모터의 내부에 공간이 있어서, 기계의 내부를 따라 복수의 모터를 케이블이 연결할 수 있다. 이 경우, 외관상 깔끔한 로봇 배선을 완성할 수 있으나, 중공형 모터의 단가가 높아 다관절 로봇의 비용이 높아지는 문제점이 있다. 2 is a view showing a 6-axis articulated robot using a conventional hollow motor. As shown, since there is a space inside the cable hollow motor, a cable can connect a plurality of motors along the inside of the machine. In this case, although it is possible to complete the externally neat robot wiring, there is a problem in that the cost of the articulated robot is increased due to the high unit cost of the hollow motor.

도 3은 종래의 중실형 모터를 사용하는 6축 다관절 로봇의 배선 상태를 나타내는 도면이다. 원통형 케이스에 설치된 모터 간의 연결은 케이블이 두꺼워지고, 정리가 어려워 미관상 좋지 못하며, 돌출되는 케이블로 인한 안전상의 문제가 발생할 수 있다. 특히, 로봇의 움직임에 따른 케이블의 단선을 방지하기 위해 케이블이 여유분을 두고 길게 배치할 수밖에 없어, 케이블이 로봇에 밀착하여 배치되지 못하고, 외부로 도출되는 등의 문제가 있다. 3 is a diagram showing a wiring state of a 6-axis articulated robot using a conventional solid motor. The connection between the motors installed in the cylindrical case is not aesthetically pleasing because the cables are thick and difficult to organize, and safety problems may occur due to the protruding cables. In particular, in order to prevent disconnection of the cable according to the movement of the robot, the cable has no choice but to be arranged long with a margin, so that the cable cannot be arranged in close contact with the robot, and there is a problem such as being drawn out.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 중실형 모터에 원통형 케이블 덕트가 적용된 다관절 로봇 배선을 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 케이블 덕트 어셈블리를 통해 케이블은 원통형 모터에 납작하게 붙어서 360도 회전이 되도록 설계할 수 있다. 예를 들어, 케이블 덕트 어셈블리는 복수 개의 사다리꼴 또는 평행 사변형 등의 형태의 트레이가 연결부재 및 케이블을 덮는 커버부를 포함하여 연결될 수 있다. 또한, 케이블 덕트 어셈블리는 헬리컬(Helical) 형태로 나사의 나사산 등과 같이 케이블이 로봇의 외부를 360도로 둘러싸며 감길 수 있다. 다른 예시로, 케이블 덕트 어셈블리는 탄성을 가지는 재질로 이루어져 원통형 로봇의 바깥면을 붙어서 360도 회전하면서 배치될 수 있다. 이 때, 케이블 덕트 어셈블리는 원통형 로봇의 외주면에 고정되지 않고, 로봇의 이동에 따라 이동할 수 있도록 구성될 수 있다.4 is a diagram illustrating wiring of an articulated robot to which a cylindrical cable duct is applied to a solid motor according to an embodiment of the present disclosure. As shown, through the cable duct assembly, the cable can be designed to be rotated 360 degrees by being flatly attached to the cylindrical motor. For example, in the cable duct assembly, a plurality of trays in the form of trapezoids or parallelograms may be connected to each other including a connecting member and a cover for covering the cables. In addition, the cable duct assembly may be wound around the outside of the robot by 360 degrees, such as a screw thread in a helical form. As another example, the cable duct assembly may be disposed while rotating 360 degrees by attaching the outer surface of the cylindrical robot made of an elastic material. At this time, the cable duct assembly is not fixed to the outer peripheral surface of the cylindrical robot, but may be configured to move according to the movement of the robot.

케이블 덕트 어셈블리의 폭, 높이 또는 길이 등은 다관절 로봇의 제원에 따라 결정될 수 있다. 한편, 상술된 실시 예들은 케이블 덕트 어셈블리의 구현 방법 중 하나일 뿐, 이에 한정하지 않는다. 이와 같은 구성에 의해, 다관절 로봇에 사용되는 배선을 미관상 좋게 배치하면서 다관절 로봇의 움직임에 따른 단선 등의 문제를 방지할 수 있다.The width, height, or length of the cable duct assembly may be determined according to specifications of the articulated robot. On the other hand, the above-described embodiments are only one of the implementation methods of the cable duct assembly, but is not limited thereto. With such a configuration, it is possible to prevent problems such as disconnection due to movement of the articulated robot while arranging the wiring used for the articulated robot in an aesthetically pleasing manner.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 중실형 모터에 원통형 케이블 덕트가 적용된 다관절 로봇의 배선을 나타내는 도면이다. 도시된 것과 같이, 케이블 덕트가 원통 부분을 감싸도록 배치될 수 있다. 케이블 덕트의 일부는 U자 형태로 감겨 있어, 모터의 회전에 따라 원통이 회전하더라도, 케이블이 단선되는 되는 일 없이 모터와 모터 사이의 케이블 연결이 유지될 수 있다. 또한, 도시된 것과 같이, 케이블 덕트가 원통에 밑착하여 배치되고, 케이블 덕트의 원통에 밀착되는 면의 너비가 케이블 덕트의 높이보다 크게 설계될 수 있다.5 is a diagram illustrating wiring of an articulated robot to which a cylindrical cable duct is applied to a solid motor according to an embodiment of the present disclosure. As shown, a cable duct may be arranged to surround the cylindrical portion. A part of the cable duct is wound in a U-shape, so even if the cylinder rotates according to the rotation of the motor, the cable connection between the motor and the motor can be maintained without the cable being disconnected. In addition, as shown, the cable duct is arranged under the cylinder, and the width of the surface in close contact with the cylinder of the cable duct may be designed to be larger than the height of the cable duct.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따라 조인트 종류에 따라 케이블 덕트를 다르게 배치하는 예시를 나타내는 도면이다. 일 실시예에서, Roll Joint의 경우, 케이블 덕트를 U자형으로 배치할 수 있다. 일 실시예에서, Pitch Joint의 경우, U자형이 아닌 다른 방식으로 케이블 덕트를 배치할 수 있다. 케이블 덕트를 U자형으로 배치하는 부분의 경우, 도 4에 도시된 케이블 덕트의 위를 늘리고, 아래를 줄임으로써(즉, 케이블 덕트의 원통에 밀착되는 면의 너비가 케이블 덕트의 높이보다 크게 설계), 원통형처럼 원주위를 스치듯이 구동하는 메카니즘이 나오게 된다.6 is a view illustrating an example of disposing a cable duct differently according to a joint type according to an embodiment of the present disclosure. In one embodiment, in the case of a roll joint, the cable duct may be arranged in a U shape. In one embodiment, for a pitch joint, the cable duct may be laid out in a manner other than a U-shape. In the case of a portion where the cable duct is arranged in a U-shape, by increasing the top and decreasing the bottom of the cable duct shown in FIG. , a mechanism that drives around the circumference like a cylinder comes out.

일 실시예에서, 외부 스킨에 센서가 부착될 수 있다. 예를 들어, 외부 스킨에 접촉 센서가 부착되어, 외부 물체의 접촉이 감지되는 경우, 로봇의 동작을 중지시킬 수 있다. 이와 같은 구성에 의해, 안정성을 더욱 높일 수 있다.In one embodiment, the sensor may be attached to the outer skin. For example, when a contact sensor is attached to the external skin and a contact of an external object is sensed, the robot may stop operating. With such a configuration, stability can be further improved.

도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라 케이블 덕트 어셈블리에 외부 스킨을 적용한 예시를 나타내는 도면이다. 도시된 것과 같이, 케이블 덕트 어셈블리에 외부 스킨을 적용할 수 있다. 예를 들어, 외부 스킨은 탄성을 가지는 튜브 등과 같은 형태일 수 있으며, 다양한 색상, 패턴 등이 외부 스킨에 프린팅 되어 있을 수 있다. 외부 스킨의 형상은 튜브로 한정되지 않으므로, 다양한 형태를 가질 수 있다. 케이블 덕트 어셈블리에 외부 스킨을 입힘으로써, art design 요소가 부가된 심미적으로 우수한 다관절 로봇을 제공할 수 있다. 또한, 케이블 덕트에 외부 스킨을 적용함으로써, 사람 손가락 등의 외부 물체가 케이블 덕트 사이의 공간에 끼는 문제를 방지할 수도 있다.7 is a view illustrating an example of applying an outer skin to a cable duct assembly according to an embodiment of the present disclosure. As shown, an outer skin may be applied to the cable duct assembly. For example, the outer skin may have a shape such as a tube having elasticity, and various colors and patterns may be printed on the outer skin. Since the shape of the outer skin is not limited to the tube, it may have various shapes. By applying an outer skin to the cable duct assembly, it is possible to provide an aesthetically pleasing articulated robot with an added art design element. In addition, by applying the outer skin to the cable duct, it is also possible to prevent the problem of an external object such as a human finger being caught in the space between the cable ducts.

본 개시의 앞선 설명은 당업자들이 본 개시를 행하거나 이용하는 것을 가능하게 하기 위해 제공된다. 본 개시의 다양한 수정예들이 당업자들에게 쉽게 자명할 것이고, 본 명세서에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 취지 또는 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변형예들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 개시는 본 명세서에 설명된 예들에 제한되도록 의도된 것이 아니고, 본 명세서에 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위가 부여되도록 의도된다.The previous description of the disclosure is provided to enable any person skilled in the art to make or use the disclosure. Various modifications to the disclosure will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to various modifications without departing from the spirit or scope of the disclosure. Accordingly, this disclosure is not intended to be limited to the examples set forth herein, but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.

비록 본 주제가 구조적 특징들 및/또는 방법론적 작용들에 특정한 언어로 설명되었으나, 첨부된 청구항들에서 정의된 주제가 위에서 설명된 특정 특징들 또는 작용들로 반드시 제한되는 것은 아님이 이해될 것이다. 오히려, 위에서 설명된 특정 특징들 및 작용들은 청구항들을 구현하는 예시 적인 형태로서 설명된다.Although subject matter has been described in language specific to structural features and/or methodological acts, it will be understood that the subject matter defined in the appended claims is not necessarily limited to the specific features or acts set forth above. Rather, the specific features and acts described above are set forth as example forms of implementing the claims.

본 명세서에서는 본 개시가 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 이해할 수 있는 본 개시의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.Although the present disclosure has been described with reference to some embodiments herein, it should be understood that various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present disclosure as understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. something to do. Further, such modifications and variations are intended to fall within the scope of the claims appended hereto.

Claims

Cylindrical cable duct assembly that can be circumferentially curved around the outside of the robot.