KR20230028999A

KR20230028999A - Robot driving system having parallel type linkage system

Info

Publication number: KR20230028999A
Application number: KR1020210110949A
Authority: KR
Inventors: 조장호; 신민기; 우현수; 김기영; 서준호; 이혁진
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2021-08-23
Filing date: 2021-08-23
Publication date: 2023-03-03
Also published as: KR102562509B1

Abstract

The purpose of the present invention is to provide a robot driving system having a parallel link system which enables both active and passive driving based on a user's motion within a relatively wide operating range. The robot driving system having a parallel link system comprises a fixed frame, a first link system, a second link system, and an operation unit. The first link system comprises a first driving module fixed at a first position in the fixed frame and a first link unit driven by the first driving module. The second link system comprises a second driving module fixed at a second position different from the first position in the fixed frame and a second link unit driven by the second driving module. The operation unit is connected to the first link system and the second link system, and an end effector is attached at an end. In this configuration, a plane formed by the second link unit extends while inclined with respect to a plane formed by the first link unit.

Description

Robot drive system having a parallel link system {ROBOT DRIVING SYSTEM HAVING PARALLEL TYPE LINKAGE SYSTEM}

본 발명은 로봇 구동시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 병렬로 연결되는 링크 시스템을 포함하여, 말단에서 높은 자유도를 가지며 상대적으로 넓은 구동 범위에서 능동 구동은 물론 사용자의 모션에 의한 수동 구동을 구현할 수 있는 병렬형 링크 시스템을 가지는 로봇 구동시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a robot drive system, and more particularly, includes a link system connected in parallel, which has a high degree of freedom at the distal end and can realize active drive as well as passive drive by user's motion in a relatively wide drive range. It relates to a robot drive system having a parallel link system.

말단에 위치하는 엔드 이펙터(end effector) 등을 구동시키기 위한 로봇 구동시스템은 구동기가 직렬로 연결된 직렬형(serial type) 로봇과, 구동기가 병렬로 연결된 병렬형(parallel type) 로봇으로 구분된다. A robot driving system for driving an end effector or the like located at an end is divided into a serial type robot in which actuators are connected in series and a parallel type robot in which actuators are connected in parallel.

상기 직렬형 로봇의 경우, 말단 측의 구동기 및 링크의 무게를 하단부에서 지지할 수 있어야 하며 각 조인트에서 발생되는 오차가 누적되는 단점이 있다. In the case of the serial robot, the weight of the actuator and the link at the end must be supported at the lower end, and errors generated at each joint are accumulated.

물론, 상기 병렬형 로봇의 경우, 구동 범위가 상대적으로 작으며 복잡한 기구학 및 동역학적 설계가 필요한 단점은 있으나, 상기 직렬형 로봇보다는 장점이 많아, 특히 사용자가 교시(teaching)를 수행하는 상호작용형 로봇의 경우 이러한 병렬형 로봇이 주로 사용되고 있다. Of course, in the case of the parallel type robot, the driving range is relatively small and there are disadvantages of requiring complex kinematics and dynamics design, but it has many advantages over the serial type robot, especially an interactive type in which the user performs teaching. In the case of robots, these parallel type robots are mainly used.

한편, 이러한 병렬형 로봇의 경우, 4-bar 또는 5-bar 링크 구조를 가지는 링크 시스템이 적용되고 있으며, 대한민국 등록특허 제10-2213377호에서와 같이, 상기 링크 시스템을 이용하여 다양한 모션을 수행할 수 있도록 설계되고 있다. Meanwhile, in the case of such a parallel robot, a link system having a 4-bar or 5-bar link structure is applied, and as in Korean Patent Registration No. 10-2213377, various motions can be performed using the link system. It is designed to be

다만, 종래의 병렬형 로봇에서는, 2자유도의 평면 움직임을 구현하기 위해 구동모듈을 나란히 배치하게 되는데, 출력을 높이기 위해 구동모듈의 크기를 증가시키는 경우, 상기 구동모듈들 사이의 거리가 증가하고 이는 평면에서의 구동범위를 제한하는 문제를 야기하게 된다. However, in conventional parallel type robots, drive modules are placed side by side to implement two-degree-of-freedom plane motion. When the size of the drive module is increased to increase output, the distance between the drive modules increases, which is This causes a problem of limiting the driving range in the plane.

즉, 도 1a 내지 도 1c를 참조하며, 상기 구동모듈들 사이의 거리를 도 1a에서 도 1c로 갈수록 증가시킴에 따라, 평면에서의 구동범위(빗금친 영역)가 감소하는 것을 확인할 수 있다. That is, referring to FIGS. 1A to 1C , it can be seen that as the distance between the driving modules increases from FIG. 1A to FIG. 1C , the driving range (shaded area) on the plane decreases.

따라서, 이러한 종래의 병렬형 로봇이 가지는 구동범위 제한의 문제를 해결하면서도 충분한 출력을 발생시킬 수 있는 링크 시스템이 적용되는 로봇 구동시스템에 대한 개발이 필요한 상황이다. Therefore, it is necessary to develop a robot drive system to which a link system capable of generating sufficient output while solving the problem of the drive range limitation of the conventional parallel type robot is applied.

대한민국 등록특허 제10-2213377호Republic of Korea Patent No. 10-2213377

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 말단에서 높은 자유도를 가지면서도 상대적으로 넓은 구동 범위에서 능동 구동은 물론 사용자의 모션에 의한 수동 구동을 구현할 수 있으며, 충분한 출력을 발생시킬 수 있는 병렬형 링크 시스템을 가지는 로봇 구동시스템을 제공하는 것이다. Therefore, the technical problem of the present invention has been focused on this point, and an object of the present invention is to realize active driving as well as passive driving by user's motion in a relatively wide driving range while having a high degree of freedom at the end, and providing sufficient output. To provide a robot drive system having a parallel link system capable of generating.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 로봇 구동시스템은 고정 프레임, 제1 링크 시스템, 제2 링크 시스템 및 동작유닛을 포함한다. 상기 제1 링크 시스템은 상기 고정 프레임의 제1 위치에 고정되는 제1 구동모듈, 및 상기 제1 구동모듈에 의해 구동되는 제1 링크유닛을 포함한다. 상기 제2 링크 시스템은 상기 고정 프레임의 제1 위치와 다른 제2 위치에 고정되는 제2 구동모듈, 및 상기 제2 구동모듈에 의해 구동되는 제2 링크유닛을 포함한다. 상기 동작유닛은 상기 제1 링크 시스템 및 상기 제2 링크 시스템에 연결되며, 끝단에 엔드 이펙터가 연결된다. 이 경우, 상기 제2 링크유닛이 형성하는 평면은 상기 제1 링크유닛이 형성하는 평면에 대하여 경사지며 연장된다. A robot drive system according to an embodiment for realizing the object of the present invention described above includes a fixed frame, a first link system, a second link system, and an operation unit. The first link system includes a first driving module fixed to a first position of the fixing frame and a first link unit driven by the first driving module. The second link system includes a second driving module fixed to a second position different from the first position of the fixing frame, and a second link unit driven by the second driving module. The operation unit is connected to the first link system and the second link system, and an end effector is connected to an end thereof. In this case, the plane formed by the second link unit is inclined and extended with respect to the plane formed by the first link unit.

일 실시예에서, 상기 제1 구동모듈은 상기 고정 프레임으로부터 수직 방향으로 제1 높이에 위치하고, 상기 제2 구동모듈은 상기 고정 프레임으로부터 수직 방향으로 상기 제1 높이와 다른 제2 높이에 위치할 수 있다. In one embodiment, the first driving module may be located at a first height in a vertical direction from the fixed frame, and the second driving module may be located at a second height different from the first height in a vertical direction from the fixed frame. there is.

일 실시예에서, 상기 동작유닛은, 일 방향으로 연장되며 끝단에 상기 엔드 이펙터가 고정되는 몸체부, 상기 제1 링크유닛의 말단에 대하여 제1 방향(X)을 회전축으로 회전되고, 상기 몸체부에 대하여 제2 방향(Y)을 회전축으로 회전되도록, 상기 제1 링크유닛의 말단과 상기 몸체부 사이에서 연결되는 제1 연결링크, 및 상기 제2 링크유닛의 말단에 대하여 상기 제1 방향(X)을 회전축으로 회전되고, 상기 몸체부에 대하여 상기 제2 방향(Y)을 회전축으로 회전되도록, 상기 제1 링크유닛의 말단과 상기 몸체부 사이에서 연결되는 제2 연결링크를 포함할 수 있다. In one embodiment, the operation unit is rotated in a first direction (X) with respect to a body portion extending in one direction and to which the end effector is fixed to an end, and an end of the first link unit as a rotation axis, and the body portion A first connection link connected between the end of the first link unit and the body portion so as to be rotated in the second direction (Y) with respect to the rotation axis, and the end of the second link unit in the first direction (X ) is rotated as a rotation axis, and may include a second connection link connected between the end of the first link unit and the body portion so as to rotate in the second direction (Y) with respect to the body portion as a rotation axis.

일 실시예에서, 상기 제2 연결링크는 상기 제1 연결링크의 하부에 위치할 수 있다. In one embodiment, the second connecting link may be located under the first connecting link.

일 실시예에서, 상기 동작유닛은, 상기 몸체부를 제3 방향(Z)을 회전축으로 회전시키는 제3 구동모듈을 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the operation unit may further include a third driving module for rotating the body in the third direction (Z) as a rotation axis.

일 실시예에서, 상기 제1 링크유닛 및 상기 제2 링크유닛 각각은, 5-바(bar) 링크일 수 있다. In one embodiment, each of the first link unit and the second link unit may be a 5-bar link.

일 실시예에서, 상기 제1 구동모듈은, 상기 제1 링크유닛의 제1 바를 제3 방향(Z)을 회전축으로 회전시키는 제1 구동부, 상기 제1 링크유닛의 제2 바를 상기 제3 방향(Z)을 회전축으로 회전시키는 제2 구동부, 및 상기 제1 및 제2 바들을 제1 방향(X)을 회전축으로 회전시키는 제3 구동부를 포함할 수 있다. In one embodiment, the first driving module, the first driving unit for rotating the first bar of the first link unit in the third direction (Z) as a rotation axis, the second bar of the first link unit in the third direction ( It may include a second drive unit for rotating Z) as a rotation axis, and a third drive unit for rotating the first and second bars in the first direction (X) as a rotation axis.

일 실시예에서, 상기 제1 구동모듈은, 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부가 상기 제3 방향(Z)으로 서로 이격되며 동시에 고정되는 제1 구동 프레임을 더 포함하며, 상기 제3 구동부는 상기 제1 구동 프레임을 상기 제1 방향(X)을 회전축으로 회전시킬 수 있다. In one embodiment, the first driving module further includes a first driving frame in which the first driving unit and the second driving unit are spaced apart from each other in the third direction (Z) and fixed at the same time, and the third driving unit The first driving frame may be rotated in the first direction (X) as a rotation axis.

일 실시예에서, 상기 제1 바는, 상기 제1 구동부로부터 일 측 방향으로 연장되고, 상기 제2 바는, 상기 제1 바로부터 멀어지는 방향으로 휘어지며 상기 제2 구동부로부터 연장될 수 있다. In one embodiment, the first bar may extend in one direction from the first driving unit, and the second bar may extend from the second driving unit while being bent in a direction away from the first bar.

일 실시예에서, 상기 제2 구동모듈은, 상기 제2 링크유닛의 제6 바를 제3 방향(Z)에 대하여 소정 각도 기울어진 제3´ 방향(Z´)을 회전축으로 회전시키는 제4 구동부, 및 상기 제2 링크유닛의 제7 바를 상기 제3´ 방향(Z´)을 회전축으로 회전시키는 제5 구동부를 포함할 수 있다. In one embodiment, the second drive module, a fourth drive unit for rotating the sixth bar of the second link unit in a third direction (Z') tilted at a predetermined angle with respect to the third direction (Z) as a rotation axis; and a fifth driving unit for rotating the seventh bar of the second link unit in the 3′ direction (Z′) as a rotation axis.

일 실시예에서, 상기 제2 구동모듈은, 상기 제4 구동부 및 상기 제5 구동부가 상기 제3´ 방향(Z´)으로 서로 이격되며 동시에 고정되는 제2 구동 프레임을 더 포함하며, 상기 제2 구동 프레임은 상기 고정 프레임에 고정될 수 있다. In one embodiment, the second driving module further includes a second driving frame in which the fourth driving unit and the fifth driving unit are spaced apart from each other in the 3′ direction (Z′) and fixed at the same time, A driving frame may be fixed to the fixed frame.

일 실시예에서, 상기 제2 구동모듈은, 상기 제4 구동부 및 상기 제5 구동부가 상기 제3´ 방향(Z´)으로 서로 이격되며 동시에 고정되는 제2 구동 프레임, 및 상기 제2 구동 프레임을 상기 제1 방향(X)을 회전축으로 회전시켜, 상기 제6 및 제7 바들을 제1 방향(X)을 회전축으로 회전시키는 제6 구동부를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the second driving module includes a second driving frame in which the fourth driving unit and the fifth driving unit are spaced apart from each other in the 3′ direction (Z′) and fixed at the same time, and the second driving frame. The method may further include a sixth driving unit configured to rotate the sixth and seventh bars in the first direction X as a rotation axis by rotating the rotation axis in the first direction X.

일 실시예에서, 상기 제6 바는, 상기 제4 구동부로부터 일 측 방향으로 연장되고, 상기 제7 바는, 상기 제6 바로부터 멀어지는 방향으로 휘어지며 상기 제5 구동부로부터 연장될 수 있다. In one embodiment, the sixth bar may extend in one direction from the fourth driving unit, and the seventh bar may be bent in a direction away from the sixth bar and extend from the fifth driving unit.

일 실시예에서, 상기 제1 링크유닛은, 상기 동작유닛으로 연장되는 제3 바, 상기 제3 바에 회전 가능하도록 연결되는 제4 바, 및 상기 제3 바 및 상기 제4 바의 사이에 형성되어, 상기 제4 바의 상기 제3 바에 대한 상대적인 회전을 제한하는 구동제한유닛을 포함할 수 있다. In one embodiment, the first link unit is formed between a third bar extending to the operation unit, a fourth bar rotatably connected to the third bar, and the third bar and the fourth bar. , a drive limiting unit for limiting relative rotation of the fourth bar with respect to the third bar.

일 실시예에서, 상기 구동제한유닛은, 상기 제3 바의 연장방향에 대하여 제1 각도를 형성하며 상기 제3 바의 내측으로 형성되는 제1 가이드면, 상기 제3 바의 연장방향에 대하여 제2 각도를 형성하며 상기 제3 바의 내측으로 형성되는 제2 가이드면, 상기 제1 가이드면으로부터 상기 제2 가이드면을 향하여 제3 각도를 형성하며 연장되고, 상기 제4 바의 회전이 가능한 공간을 형성하도록 곡면으로 연장되는 제3 가이드면, 및 상기 제4 바에 구비되어, 상기 제4 바가 회전함에 따라 상기 제1 및 제2 가이드면들 사이에서만 상기 제3 가이드면을 따라 이동되는 슬라이딩 블록을 포함할 수 있다. In one embodiment, the drive limiting unit forms a first angle with respect to the extension direction of the third bar and a first guide surface formed inwardly of the third bar, and a first guide surface with respect to the extension direction of the third bar. A second guide surface formed at an angle of 2 and formed inside the third bar, a space extending from the first guide surface toward the second guide surface to form a third angle and capable of rotating the fourth bar A third guide surface extending in a curved surface to form a sliding block provided on the fourth bar and moving along the third guide surface only between the first and second guide surfaces as the fourth bar rotates can include

일 실시예에서, 상기 엔드 이펙터는, 상기 제1 및 제2 구동모듈들에 의해 능동적으로 동작되거나, 사용자가 인가하는 외력에 의해 수동적으로 동작될 수 있다. In one embodiment, the end effector may be actively operated by the first and second driving modules or passively operated by an external force applied by a user.

일 실시예에서, 상기 엔드 이펙터에는 상기 외력을 측정하는 센서가 구비되고, 상기 센싱된 외력을 바탕으로 상기 제1 및 제2 구동모듈들의 구동이 제어될 수 있다. In an embodiment, a sensor for measuring the external force may be provided in the end effector, and driving of the first and second driving modules may be controlled based on the sensed external force.

본 발명의 실시예들에 의하면, 서로 평행하지 않고 경사지도록 연장되는 제1 및 제2 링크유닛들을 하나의 동작유닛에 연결함으로써, 5-자유도를 가지는 로봇 메커니즘을 구현할 수 있으며, 상기 동작유닛에 추가로 구동모듈을 구비함으로써 6-자유도를 가지는 로봇 메커니즘을 구현할 수 있다. According to embodiments of the present invention, a robot mechanism having 5 degrees of freedom can be implemented by connecting first and second link units that extend to be inclined rather than parallel to each other to one operation unit, and the operation unit can be added A robot mechanism having 6 degrees of freedom can be implemented by providing a driving module.

이 경우, 상기 제1 및 제2 링크유닛들을 구동하는 제1 및 제2 구동모듈들을 하나의 고정 프레임 상에 고정시킴으로써, 전체적인 설계 및 제작의 단순화를 구현하면서도, 상기 5-자유도 또는 6-자유도를 용이하게 구현할 수 있다. 그리고, 이러한 5-자유도 또는 6-자유도의 구현을 통해 복잡하고 다양한 동작을 쉽게 구현할 수 있다. In this case, by fixing the first and second driving modules for driving the first and second link units on one fixed frame, overall design and manufacturing are simplified, while the 5-DOF or 6-DOF can be easily implemented. In addition, through the implementation of such 5-DOF or 6-DOF, complex and various motions can be easily implemented.

특히, 상기 제1 및 제2 링크유닛들 각각을 5-바(bar) 링크로 구현함으로써, 상기 동작유닛의 말단의 이동 범위를 상대적으로 확장시킬 수 있으며, 출력 역시 상대적으로 증가시킬 수 있다. In particular, by implementing each of the first and second link units as a 5-bar link, the movement range of the distal end of the operation unit can be relatively extended, and the output can also be relatively increased.

또한, 하나의 고정 프레임으로부터 연장되는 5-바 링크가 상기 고정 프레임에 의해 그 동작이 간섭되지 않도록 연장되는 바를 곡면 구조를 포함하도록 설계하였으며, 5-바 링크의 말단에서의 상대적인 자세를 구도제한유닛을 통해 일정부분 제한함으로써, 5-바 링크를 구성하는 바들 사이의 간섭을 최소화할 수 있다. In addition, the 5-bar link extending from one fixed frame is designed to include a curved structure so that its operation is not interfered with by the fixed frame, and the relative posture at the end of the 5-bar link is controlled by a composition limiting unit Interference between bars constituting a 5-bar link can be minimized by limiting a certain portion through .

나아가, 상기 동작 유닛의 끝단에 구비되는 엔드 이펙터를 통해 능동 구동은 물론 사용자의 외력에 의한 수동 구동, 즉 교시(teaching)도 수행할 수 있으며, 이 경우, 외력을 바탕으로 구동모듈들의 구동을 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 로봇 구동시스템은 넓은 범위의 역감을 제시하는 햅틱장치로도 활용되어, 사용자와의 상호작용을 구현 또는 제어할 수 있다. Furthermore, through the end effector provided at the end of the operation unit, active driving as well as passive driving by the user's external force, that is, teaching, can be performed. In this case, driving of the driving modules is controlled based on the external force. can do. Accordingly, the robot driving system can be used as a haptic device that presents a wide range of power, and can implement or control interaction with a user.

도 1a 내지 도 1c는 종래기술에서 구동모듈들 사이의 거리에 따른 구동범위를 설명하기 위한 이미지들이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇 구동시스템을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 로봇 구동시스템에서 구동이 수행되는 각 연결부들을 모식화하여 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2의 로봇 구동시스템에서 구동모듈들의 구동력 발생상태를 모식화하여 도시한 사시도이다.
도 5는 도 2의 동작유닛을 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 동작유닛에서 구동이 수행되는 상태를 모식화하여 도시한 사시도이다.
도 7은 도 2의 로봇 구동시스템을 도시한 평면도이다.
도 8a는 도 2의 로봇 구동시스템의 제1 자세를 도시한 평면도이고, 도 8b는 도 8a의 ´A´ 부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 9a는 도 2의 로봇 구동시스템의 제2 자세를 도시한 평면도이고, 도 9b는 도 9a의 ´B´ 부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 로봇 구동시스템을 도시한 사시도이다. 1A to 1C are images for explaining a driving range according to a distance between driving modules in the prior art.
Figure 2 is a perspective view showing a robot driving system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view schematically illustrating each connecting part driven in the robot driving system of FIG. 2 .
FIG. 4 is a perspective view schematically illustrating a driving force generating state of driving modules in the robot driving system of FIG. 2 .
FIG. 5 is a perspective view showing the operation unit of FIG. 2 , and FIG. 6 is a perspective view schematically showing a state in which driving is performed in the operation unit of FIG. 5 .
Figure 7 is a plan view showing the robot drive system of Figure 2;
FIG. 8A is a plan view showing a first posture of the robot driving system of FIG. 2 , and FIG. 8B is an enlarged view of part 'A' of FIG. 8A .
FIG. 9A is a plan view showing a second posture of the robot driving system of FIG. 2 , and FIG. 9B is an enlarged view of part 'B' of FIG. 9A .
10 is a perspective view showing a robot driving system according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. Since the present invention can be applied with various changes and can have various forms, embodiments will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals have been used for like elements throughout the description of each figure. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In this application, the terms "comprise" or "consisting of" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇 구동시스템을 도시한 사시도이다. 도 3은 도 2의 로봇 구동시스템에서 구동이 수행되는 각 연결부들을 모식화하여 도시한 사시도이다. 도 4는 도 2의 로봇 구동시스템에서 구동모듈들의 구동력 발생상태를 모식화하여 도시한 사시도이다. Figure 2 is a perspective view showing a robot driving system according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view schematically illustrating each connecting part driven in the robot driving system of FIG. 2 . FIG. 4 is a perspective view schematically illustrating a driving force generating state of driving modules in the robot driving system of FIG. 2 .

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 의한 로봇 구동시스템(10)은 고정 프레임(100), 제1 링크 시스템(200), 제2 링크 시스템(201), 동작유닛(700) 및 제3 구동모듈(800)을 포함한다. 이 경우, 상기 제1 링크 시스템(200)은 제1 구동모듈(300) 및 제1 링크유닛(400)을 포함하고, 상기 제2 링크 시스템(201)은 제2 구동모듈(500) 및 제2 링크유닛(600)을 포함한다. 2 to 4, the robot driving system 10 according to this embodiment includes a fixed frame 100, a first link system 200, a second link system 201, an operation unit 700, and a 3 drive module 800 is included. In this case, the first link system 200 includes the first driving module 300 and the first link unit 400, and the second link system 201 includes the second driving module 500 and the second link unit 400. It includes a link unit 600.

상기 고정 프레임(100)은 상기 제1 구동모듈(300) 및 상기 제2 구동모듈(500)이 고정되는 프레임으로서, 바닥 프레임(110) 및 한 쌍의 제1 및 제2 연장 프레임들(120, 130)을 포함한다. The fixing frame 100 is a frame to which the first driving module 300 and the second driving module 500 are fixed, and includes a bottom frame 110 and a pair of first and second extension frames 120, 130).

상기 바닥 프레임(110)은 지면에 위치하는 것으로, 상기 고정 프레임(100)의 베이스를 형성하며 소정 면적으로 형성된다. 상기 바닥 프레임(110)은 제1 방향(X) 및 상기 제1 방향(X)에 수직인 제2 방향(Y)이 형성하는 평면(XY 평면) 상에 형성될 수 있다. The bottom frame 110 is located on the ground and forms a base of the fixed frame 100 and has a predetermined area. The bottom frame 110 may be formed on a plane (XY plane) formed by a first direction (X) and a second direction (Y) perpendicular to the first direction (X).

상기 제1 및 제2 연장 프레임들(120, 130)은 상기 바닥 프레임(110)의 양 모서리로부터 상기 제1 및 제2 방향들(X, Y)에 모두 수직인 제3 방향(Z)을 따라 연장되며, 소정 간격 서로 이격되도록 형성된다. The first and second extension frames 120 and 130 extend from both corners of the bottom frame 110 along a third direction Z perpendicular to both the first and second directions X and Y. It extends and is formed to be spaced apart from each other at a predetermined interval.

그리하여, 상기 바닥 프레임(110) 및 상기 제1 및 제2 연장 프레임들(120, 130)은 내부에 내부공간(101)을 형성하며, 상기 내부공간(101) 상에 상기 제1 구동모듈(300) 및 상기 제2 구동모듈(500)이 고정된다. Thus, the bottom frame 110 and the first and second extension frames 120 and 130 form an inner space 101 therein, and the first driving module 300 is placed on the inner space 101. ) and the second driving module 500 is fixed.

한편, 상기 고정 프레임(100)의 경우, 상기 제1 구동모듈(300) 및 상기 제2 구동모듈(500)을 고정하는 프레임으로서의 역할을 수행하는 것으로, 구조나 형상은 도시된 것에 제한되지는 않는다. On the other hand, in the case of the fixed frame 100, it serves as a frame for fixing the first driving module 300 and the second driving module 500, and the structure or shape is not limited to those shown. .

상기 제1 링크 시스템(200)은 상기 고정 프레임(100)에 고정되며, 5-바(bar) 링크를 구성하여 소정의 자유도를 가지며 구동되고, 상기 제2 링크 시스템(201)도 상기 고정 프레임(100)에 고정되며, 5-바(bar) 링크를 구성하여 소정의 자유도를 가지며 구동된다. The first link system 200 is fixed to the fixed frame 100, constitutes a 5-bar link and is driven with a predetermined degree of freedom, and the second link system 201 is also the fixed frame ( 100), and is driven with a predetermined degree of freedom by configuring a 5-bar link.

이 경우, 상기 제1 및 제2 링크 시스템들(200, 201)은 끝단이 후술되는 바와 같이, 상기 동작유닛(700)에 연결되는 것으로, 궁극적으로는 상기 동작유닛(700)을 소정의 자유도로 구동시키게 된다. In this case, the ends of the first and second link systems 200 and 201 are connected to the operation unit 700, as will be described later, and ultimately move the operation unit 700 to a predetermined degree of freedom. will drive

한편, 상기 제1 및 제2 링크 시스템들(200, 201)은, 도시된 바와 같이, 한 쌍이 상부 및 하부에 각각 위치하며 상기 동작유닛(700)에 연결되고, 이 때, 상기 제1 링크 시스템(200)의 상기 제1 링크유닛(400)이 형성하는 평면(XY 평면)은, 상기 제2 링크 시스템(201)의 상기 제2 링크유닛(600)이 형성하는 평면(X´Y´평면)과 서로 평행하게 형성되지 않는다. On the other hand, as shown, the first and second link systems 200 and 201 are located at upper and lower portions, respectively, and are connected to the operation unit 700. At this time, the first link system The plane (XY plane) formed by the first link unit 400 of (200) is the plane (X'Y' plane) formed by the second link unit 600 of the second link system 201. and are not formed parallel to each other.

즉, 상기 제1 링크유닛(400)이 형성하는 평면은, 상기 제2 링크유닛(600)이 형성하는 평면에 대하여 소정 각도의 경사를 형성하며 경사지도록 연장된다. That is, the plane formed by the first link unit 400 forms an inclination of a predetermined angle with respect to the plane formed by the second link unit 600 and extends to be inclined.

그리하여, 상기 제1 및 제2 링크유닛들(400, 600)의 말단에 연결되는 상기 동작유닛(700)은 보다 넓은 범위의 작동 영역을 가질 수 있으며, 상대적으로 큰 출력을 제공할 수 있다. Thus, the operation unit 700 connected to the ends of the first and second link units 400 and 600 can have a wider operating range and can provide a relatively large output.

이하에서는, 상기 제1 및 제2 링크 시스템들(200, 201)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the first and second link systems 200 and 201 will be described in detail.

우선, 상기 제1 구동모듈(300)은 제1 구동 프레임(310), 및 제1 내지 제3 구동부들(320, 330, 340)을 포함한다. First, the first driving module 300 includes a first driving frame 310 and first to third driving units 320 , 330 , and 340 .

상기 제1 구동 프레임(310)은 상기 고정 프레임(100) 상에 고정되는 것으로, 후술되는 제2 구동모듈(500) 보다 높은 위치에 고정될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The first driving frame 310 is fixed on the fixed frame 100 and may be fixed at a higher position than the second driving module 500 described later, but is not limited thereto.

즉, 상기 제1 구동 프레임(310)은 상기 고정 프레임(100)의 바닥 프레임(110)으로부터 상기 제3 방향(Z)을 따라 제1 높이(h1)에 위치할 수 있다. That is, the first driving frame 310 may be positioned at a first height h1 from the bottom frame 110 of the fixed frame 100 along the third direction Z.

상기 제1 구동 프레임(310)은 상기 제1 구동부(320)가 고정되는 상부 프레임인 제1 베이스 프레임(311), 상기 제2 구동부(330)가 고정되며 상기 상부 프레임과 평행하게 연장되는 제2 베이스 프레임(312), 및 상기 제1 및 제2 베이스 프레임들(311, 312) 사이를 연결시키는 한 쌍의 제1 및 제2 수직 프레임들(313, 314)을 포함한다. The first driving frame 310 includes a first base frame 311, which is an upper frame to which the first driving unit 320 is fixed, and a second driving unit 330 to which the second driving unit 330 is fixed and extending parallel to the upper frame. A base frame 312 and a pair of first and second vertical frames 313 and 314 connecting the first and second base frames 311 and 312 to each other.

이 경우, 상기 제1 및 제2 수직 프레임들(313, 314)은 상기 제1 및 제2 베이스 프레임들(311, 312)의 연장 방향에 수직으로 연장된다. In this case, the first and second vertical frames 313 and 314 extend perpendicularly to the extension direction of the first and second base frames 311 and 312 .

그리하여, 상기 제1 및 제2 베이스 프레임들(311, 312), 및 상기 제1 및 제2 수직 프레임들(313, 314)은, 도시된 바와 같이, 전체적으로 사각 블록 형상을 형성하며, 일체로 구동되는 상기 제1 구동 프레임(310)을 형성한다. Thus, as shown, the first and second base frames 311 and 312 and the first and second vertical frames 313 and 314 form a rectangular block shape as a whole and are integrally driven. The first driving frame 310 is formed.

또한, 상기 제2 수직 프레임(314)은 상기 제2 연장 프레임(130)을 관통하며 상기 제3 구동부(340)에 연결되고, 상기 제3 구동부(340)의 회전에 따라, 상기 제1 구동 프레임(310)도 회전된다. In addition, the second vertical frame 314 passes through the second extension frame 130 and is connected to the third driving unit 340, and according to the rotation of the third driving unit 340, the first driving frame 310 is also rotated.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제3 구동부(340)와 상기 제1 구동 프레임(310)은 제3 연결부(345)를 통해 연결되는 것으로 모사될 수 있다. That is, as shown in FIG. 3 , the third driving unit 340 and the first driving frame 310 may be simulated as being connected through a third connection unit 345 .

그리하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제3 구동부(340)가 제3 액추에이터(346)를 통해 상기 제1 방향(X)을 회전축으로 회전 구동력을 발생시키면, 상기 제3 구동부(340)의 회전 구동력에 의해, 상기 제1 구동 프레임(310)은 상기 제1 방향(X)을 회전축으로 회전하게 된다. Thus, as shown in FIG. 4 , when the third driving unit 340 generates rotational driving force in the first direction X as a rotation axis through the third actuator 346, the third driving unit 340 By the rotational driving force, the first driving frame 310 rotates in the first direction X as a rotation axis.

상기 제1 구동부(320)는 상기 제1 베이스 프레임(311)의 상면 상에 고정되며, 후술되는 상기 제1 링크유닛(400)의 제1 바(410)와 연결된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 구동부(320)와 상기 제1 바(410)는 제1 연결부(325)를 통해 연결되는 것으로 모사될 수 있다. The first driving unit 320 is fixed on the upper surface of the first base frame 311 and is connected to a first bar 410 of the first link unit 400 to be described later. That is, as shown in FIG. 3 , the first drive unit 320 and the first bar 410 may be simulated as being connected through a first connection unit 325 .

그리하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 구동부(320)의 경우, 제1 액추에이터(326)를 통해 회전 구동력을 발생시키면, 상기 제1 베이스 프레임(311)의 연장 평면에 수직인 방향을 회전축으로 상기 제1 바(410)를 회전시키는 회전 구동력이 상기 제1 바(410)로 제공된다. Thus, as shown in FIG. 4, in the case of the first driving unit 320, when a rotational driving force is generated through the first actuator 326, the direction perpendicular to the extension plane of the first base frame 311 A rotational driving force for rotating the first bar 410 with a rotating shaft is provided to the first bar 410 .

즉, 상기 제1 베이스 프레임(311)이 초기 상태에서 XY 평면에 평행하게 연장된다면, 상기 제1 액추에이터(326)는 상기 제3 방향(Z)을 회전축으로 회전 구동력을 발생시키며, 이에 따라 상기 제1 바(410)는 상기 제3 방향(Z)을 회전축으로 회전구동하게 된다. That is, if the first base frame 311 extends parallel to the XY plane in an initial state, the first actuator 326 generates a rotational driving force in the third direction Z as a rotation axis, and thus the first 1 bar 410 is rotationally driven in the third direction (Z) as a rotation axis.

이 경우, 상기 초기 상태란, 구동모듈들에 의한 구동이 시작되기 전의 상태로서, 상기 로봇 구동시스템(10)이 도 2에 도시된 자세로 위치하는 상태를 의미한다. In this case, the initial state is a state before driving by the driving modules starts, and means a state in which the robot driving system 10 is positioned in the attitude shown in FIG. 2 .

또한, 상기 제2 구동부(330)는 상기 제2 베이스 프레임(312)의 하면 상에 고정되며, 후술되는 상기 제1 링크유닛(400)의 제2 바(420)와 연결된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제2 구동부(330)와 상기 제2 바(420)는 제2 연결부(335)를 통해 연결되는 것으로 모사될 수 있다. In addition, the second driving unit 330 is fixed on the lower surface of the second base frame 312 and is connected to a second bar 420 of the first link unit 400 to be described later. That is, as shown in FIG. 3 , the second drive unit 330 and the second bar 420 may be simulated as being connected through a second connection unit 335 .

그리하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제2 구동부(330)의 경우, 제2 액추에이터(336)를 통해 회전 구동력을 발생시키면, 상기 제2 베이스 프레임(312)의 연장 평면에 수직인 방향을 회전축으로 상기 제2 바(420)를 회전시키는 회전 구동력이 상기 제2 바(420)로 제공된다. Thus, as shown in FIG. 4, in the case of the second driving unit 330, when a rotational driving force is generated through the second actuator 336, the direction perpendicular to the extension plane of the second base frame 312 A rotational driving force for rotating the second bar 420 with a rotating shaft is provided to the second bar 420 .

즉, 상기 제2 베이스 프레임(312)이 초기 상태에서 XY 평면에 평행하게 연장된다면, 상기 제2 액추에이터(336)는 상기 제3 방향(Z)을 회전축으로 회전 구동력을 발생시키며, 이에 따라 상기 제2 바(420)는 상기 제3 방향(Z)을 회전축으로 회전구동하게 된다. That is, if the second base frame 312 extends parallel to the XY plane in an initial state, the second actuator 336 generates a rotational driving force in the third direction Z as a rotational axis, and thus the first 2 bar 420 is driven to rotate in the third direction (Z) as a rotation axis.

이 경우, 상기 제1 구동 프레임(310)은 하나의 일체로 고정되는 프레임이므로, 상기 제1 액추에이터(326) 및 상기 제2 액추에이터(336)의 회전 구동력 제공방향은 동일하게 유지된다. In this case, since the first driving frame 310 is a frame that is integrally fixed, the direction in which rotational driving force is provided to the first actuator 326 and the second actuator 336 remains the same.

한편, 상기 제1 링크유닛(400)은 앞선 상기 제1 구동부(320)에 일 끝단이 연결되는 제1 바(410), 상기 제2 구동부(330)에 일 끝단이 연결되는 제2 바(420) 외에, 제3 내지 제5 바들(430, 440, 450)을 포함한다. Meanwhile, the first link unit 400 includes a first bar 410 having one end connected to the preceding first driving unit 320 and a second bar 420 having one end connected to the second driving unit 330. ), and third to fifth bars 430, 440, and 450.

상기 제3 바(430)는 일 끝단은 상기 제1 바(410)의 타 끝단과 연결되어, 도 3에서와 같이 제4 연결부(415)를 형성하며, 상기 제3 바(430)의 타 끝단은 상기 제4 바(440)의 타 끝단과 연결되어 도 3에서와 같이 제6 연결부(435)를 형성한다. One end of the third bar 430 is connected to the other end of the first bar 410 to form a fourth connection part 415 as shown in FIG. 3, and the other end of the third bar 430 is connected to the other end of the fourth bar 440 to form a sixth connection portion 435 as shown in FIG. 3 .

상기 제4 바(440)는 일 끝단은 상기 제2 바(420)의 타 끝단과 연결되어, 도 3에서와 같이 제5 연결부(425)를 형성하며, 상기 제4 바(440)의 타 끝단이 상기 제3 바(430)와 연결되는 것은 앞서 설명한 바와 같다. One end of the fourth bar 440 is connected to the other end of the second bar 420 to form a fifth connection part 425 as shown in FIG. 3, and the other end of the fourth bar 440 Connection with the third bar 430 is as described above.

한편, 상기 제5 바(450)는 상기 제6 연결부(435)로부터 추가로 연장되며, 끝단은 후술되는 상기 동작유닛(700)과 연결된다. Meanwhile, the fifth bar 450 further extends from the sixth connection part 435, and the end is connected to the operation unit 700 to be described later.

이 경우, 상기 제5 바(450)는 상기 동작유닛(700)과의 사이에서 제7 연결부(455)를 형성하며 연결된다. In this case, the fifth bar 450 is connected to the operation unit 700 while forming a seventh connection part 455 .

이상과 같이, 상기 제1 링크유닛(400)은, 제1 내지 제5 바들(410, 420, 430, 440, 450)의 총 5개의 바로 구성되는 5-바(bar) 링크이며, 상기 제1 내지 제4 바들(410, 420, 430, 440)은 하나의 평면 상에서 상대적으로 회전가능하도록 위치하게 된다. As described above, the first link unit 400 is a 5-bar link composed of a total of five bars of the first to fifth bars 410, 420, 430, 440, and 450, and the first to fifth bars 410, 420, 430, 440, and 450. The through fourth bars 410, 420, 430, and 440 are positioned to be relatively rotatable on one plane.

이 경우, 상기 제1 내지 제4 바들(410, 420, 430, 440)이 형성하는 평면은 상기 제1 베이스 프레임(311) 또는 상기 제2 베이스 프레임(312)이 형성하는 평면과 평행하게 형성될 수 있으며, 초기 위치에서, 상기 제1 베이스 프레임(311) 또는 상기 제2 베이스 프레임(312)이 상기 XY 평면상에 위치한다면, 상기 제1 내지 제4 바들(410, 420, 430, 440)이 형성하는 평면 역시 상기 XY 평면상에 위치하게 된다. In this case, a plane formed by the first to fourth bars 410, 420, 430, and 440 may be formed parallel to a plane formed by the first base frame 311 or the second base frame 312. In the initial position, if the first base frame 311 or the second base frame 312 is located on the XY plane, the first to fourth bars 410, 420, 430, and 440 are The plane to be formed is also located on the XY plane.

한편, 상기 제2 구동모듈(500)은 제2 구동 프레임(510), 및 제4 내지 제5 구동부들(520, 530, 540)을 포함한다. Meanwhile, the second driving module 500 includes a second driving frame 510 and fourth to fifth driving units 520 , 530 , and 540 .

상기 제2 구동 프레임(510)은 상기 고정 프레임(100) 상에 고정되는 것으로, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제1 구동모듈(300) 보다 낮은 위치에 고정될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The second driving frame 510 is fixed on the fixed frame 100, and as described above, may be fixed at a lower position than the first driving module 300, but is not limited thereto.

즉, 상기 제2 구동 프레임(510)은 상기 고정 프레임(100)의 바닥 프레임(110)으로부터 상기 제3 방향(Z)을 따라 제2 높이(h2)에 위치할 수 있으며, 상기 제2 높이(h2)는 상기 제1 높이(h1)보다 낮을 수 있다. That is, the second driving frame 510 may be located at a second height h2 from the bottom frame 110 of the fixed frame 100 along the third direction Z, and the second height ( h2) may be lower than the first height h1.

상기 제2 구동 프레임(510)은 상기 제4 구동부(520)가 고정되는 상부 프레임인 제3 베이스 프레임(511), 상기 제5 구동부(530)가 고정되며 상기 상부 프레임과 평행하게 연장되는 제4 베이스 프레임(512), 및 상기 제3 및 제4 베이스 프레임들(511, 512) 사이를 연결시키는 한 쌍의 제3 및 제4 수직 프레임들을 포함한다.The second driving frame 510 includes a third base frame 511, which is an upper frame to which the fourth driving unit 520 is fixed, and a fourth driving unit 530 to which the fifth driving unit 530 is fixed and extending parallel to the upper frame. A base frame 512 and a pair of third and fourth vertical frames connecting the third and fourth base frames 511 and 512 are included.

이 경우, 상기 제3 및 제4 수직 프레임들은 도면을 통해서는 상기 제1 및 제2 연장 프레임들(120, 130)에 의해 가려져 나타나지는 않았으나, 상기 제1 및 제2 수직 프레임들(313, 314)과 같이, 상기 제3 및 제4 베이스 프레임들(511, 512)의 연장 방향에 수직으로 연장된다. In this case, the third and fourth vertical frames are not covered by the first and second extension frames 120 and 130 in the drawings, but the first and second vertical frames 313 and 314 ), it extends perpendicular to the extension direction of the third and fourth base frames 511 and 512.

그리하여, 상기 제3 및 제4 베이스 프레임들(511, 512), 및 상기 제3 및 제4 수직 프레임들은, 도시된 바와 같이, 전체적으로 사각 블록 형상을 형성하며, 일체로 구동되는 상기 제2 구동 프레임(510)을 형성한다. Thus, the third and fourth base frames 511 and 512, and the third and fourth vertical frames, as shown, form a square block shape as a whole, and the second driving frame is driven integrally. (510).

한편, 상기 제2 구동 프레임(510)은, 상기 제1 구동 프레임(310)에 대하여 소정 각도 기울어지도록 배치된다. Meanwhile, the second driving frame 510 is disposed to be inclined at a predetermined angle with respect to the first driving frame 310 .

즉, 초기상태에서, 상기 제1 및 제2 베이스 프레임들(311, 312)이 상기 XY 평면에 평행인 방향으로 연장된다면, 초기상태에서, 상기 제3 및 제4 베이스 프레임들(511, 512)은 상기 XY 평면에 대하여 소정 각도(θ)만큼 기울어진, X´Y´평면에 평행인 방향으로 연장된다. That is, in the initial state, if the first and second base frames 311 and 312 extend in a direction parallel to the XY plane, in the initial state, the third and fourth base frames 511 and 512 extends in a direction parallel to the X'Y' plane, inclined by a predetermined angle (θ) with respect to the XY plane.

즉, 상기 제1 및 제2 베이스 프레임들(311, 312)에 수직으로 연장되는 상기 제3 방향(Z)이 상기 제1 방향(X)을 회전축으로 소정 각도(θ)만큼 기울어진 제3´방향(Z´)에 대하여, 상기 제3 및 제4 베이스 프레임들(511, 512)이 수직하게 위치하게 된다. That is, the third direction Z extending perpendicular to the first and second base frames 311 and 312 is tilted by a predetermined angle θ with respect to the first direction X as a rotation axis in the third '' With respect to the direction Z', the third and fourth base frames 511 and 512 are positioned perpendicularly.

이 경우, 상기 제3 방향(Z)과 상기 제3´방향(Z´)이 상기 제1 방향(X)을 회전축으로 회전하는 각도(θ)는 0°보다 크고 내지 90°보다 작은 범위에서 다양하게 가변될 수 있다. In this case, the angle θ at which the third direction Z and the third'direction Z' rotate about the first direction X as a rotation axis varies from greater than 0° to less than 90°. can be varied.

이상과 같이, 상기 제2 구동 프레임(510)은 상기 제1 구동 프레임(310)에 대하여 소정 각도 기울어진 상태로 위치하게 된다. As described above, the second driving frame 510 is positioned at a predetermined angle inclination with respect to the first driving frame 310 .

또한, 상기 제4 수직 프레임은 상기 제2 연장 프레임(130)을 관통하며 상기 제6 구동부(540)에 연결되고, 상기 제6 구동부(540)의 회전에 따라, 상기 제2 구동 프레임(510)도 회전된다. In addition, the fourth vertical frame passes through the second extension frame 130 and is connected to the sixth driving unit 540, and according to the rotation of the sixth driving unit 540, the second driving frame 510 is also rotated.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제6 구동부(540)와 상기 제2 구동 프레임(510)은 제10 연결부(545)를 통해 연결되는 것으로 모사될 수 있다. That is, as shown in FIG. 3 , the sixth driving unit 540 and the second driving frame 510 may be simulated as being connected through a tenth connection unit 545 .

그리하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제6 구동부(540)가 제6 액추에이터(546)를 통해 상기 제1 방향(X)을 회전축으로 회전 구동력을 발생시키면, 상기 제6 구동부(540)의 회전 구동력에 의해, 상기 제2 구동 프레임(510)은 상기 제1 방향(X)을 회전축으로 회전하게 된다. Thus, as shown in FIG. 4 , when the sixth driving unit 540 generates a rotational driving force in the first direction X as a rotation axis through the sixth actuator 546, the sixth driving unit 540 By the rotational driving force, the second driving frame 510 rotates in the first direction X as a rotation axis.

상기 제4 구동부(520)는 상기 제3 베이스 프레임(511)의 상면 상에 고정되며, 후술되는 상기 제2 링크유닛(600)의 제6 바(610)와 연결된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제4 구동부(520)와 상기 제6 바(610)는 제8 연결부(525)를 통해 연결되는 것으로 모사될 수 있다. The fourth driving unit 520 is fixed on the upper surface of the third base frame 511 and is connected to a sixth bar 610 of the second link unit 600 to be described later. That is, as shown in FIG. 3 , the fourth driving unit 520 and the sixth bar 610 may be simulated as being connected through an eighth connecting unit 525 .

그리하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제4 구동부(520)의 경우, 제4 액추에이터(526)를 통해 회전 구동력을 발생시키면, 상기 제3 베이스 프레임(511)의 연장 평면에 수직인 방향을 회전축으로 상기 제6 바(610)를 회전시키는 회전 구동력이 상기 제6 바(610)로 제공된다. Thus, as shown in FIG. 4, in the case of the fourth driving unit 520, when a rotational driving force is generated through the fourth actuator 526, the direction perpendicular to the extension plane of the third base frame 511 A rotation driving force for rotating the sixth bar 610 with a rotating shaft is provided to the sixth bar 610 .

즉, 상기 제3 베이스 프레임(511)이 초기 상태에서 X´Y´ 평면에 평행하게 연장된다면, 상기 제4 액추에이터(526)는 상기 제3´ 방향(Z´)을 회전축으로 회전 구동력을 발생시키며, 이에 따라 상기 제6 바(610)는 상기 제3´ 방향(Z´)을 회전축으로 회전구동하게 된다. That is, if the third base frame 511 extends parallel to the X'Y' plane in an initial state, the fourth actuator 526 generates a rotational driving force in the third' direction (Z') as a rotation axis, Accordingly, the sixth bar 610 is rotationally driven in the third' direction (Z') as a rotation axis.

또한, 상기 제5 구동부(530)는 상기 제4 베이스 프레임(512)의 하면 상에 고정되며, 후술되는 상기 제2 링크유닛(600)의 제7 바(620)와 연결된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제5 구동부(530)와 상기 제7 바(620)는 제7 연결부(535)를 통해 연결되는 것으로 모사될 수 있다. In addition, the fifth driving unit 530 is fixed on the lower surface of the fourth base frame 512 and is connected to a seventh bar 620 of the second link unit 600 to be described later. That is, as shown in FIG. 3 , the fifth driving unit 530 and the seventh bar 620 may be simulated as being connected through a seventh connection unit 535 .

그리하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제5 구동부(530)의 경우, 제5 액추에이터(536)를 통해 회전 구동력을 발생시키면, 상기 제4 베이스 프레임(512)의 연장 평면에 수직인 방향을 회전축으로 상기 제7 바(620)를 회전시키는 회전 구동력이 상기 제7 바(620)로 제공된다. Thus, as shown in FIG. 4, in the case of the fifth driving unit 530, when a rotational driving force is generated through the fifth actuator 536, the direction perpendicular to the extension plane of the fourth base frame 512 A rotational driving force for rotating the seventh bar 620 with a rotating shaft is provided to the seventh bar 620 .

즉, 상기 제4 베이스 프레임(512)이 초기 상태에서 X´Y´ 평면에 평행하게 연장된다면, 상기 제5 액추에이터(536)는 상기 제3´ 방향(Z´)을 회전축으로 회전 구동력을 발생시키며, 이에 따라 상기 제7 바(620)는 상기 제3´ 방향(Z´)을 회전축으로 회전구동하게 된다. That is, if the fourth base frame 512 extends parallel to the X'Y' plane in an initial state, the fifth actuator 536 generates a rotational driving force in the third' direction (Z') as a rotation axis, Accordingly, the seventh bar 620 is rotationally driven in the third' direction (Z') as a rotation axis.

이 경우, 상기 제2 구동 프레임(510)은 하나의 일체로 고정되는 프레임이므로, 상기 제4 액추에이터(526) 및 상기 제5 액추에이터(536)의 회전 구동력 제공방향은 동일하게 유지된다. In this case, since the second driving frame 510 is a frame that is integrally fixed, the direction in which rotational driving force is provided to the fourth actuator 526 and the fifth actuator 536 remains the same.

한편, 상기 제2 링크유닛(600)은 앞선 상기 제4 구동부(520)에 일 끝단이 연결되는 제6 바(610), 상기 제5 구동부(530)에 일 끝단이 연결되는 제7 바(620) 외에, 제8 내지 제10 바들(630, 640, 650)을 포함한다. Meanwhile, the second link unit 600 includes a sixth bar 610 having one end connected to the fourth driving unit 520 and a seventh bar 620 having one end connected to the fifth driving unit 530. ), and the eighth to tenth bars 630, 640, and 650.

상기 제8 바(630)는 일 끝단은 상기 제6 바(610)의 타 끝단과 연결되어, 도 3에서와 같이 제11 연결부(615)를 형성하며, 상기 제8 바(630)의 타 끝단은 상기 제9 바(640)의 타 끝단과 연결되어 도 3에서와 같이 제13 연결부(635)를 형성한다. One end of the eighth bar 630 is connected to the other end of the sixth bar 610 to form an eleventh connection part 615 as shown in FIG. 3, and the other end of the eighth bar 630 is connected to the other end of the ninth bar 640 to form a thirteenth connection portion 635 as shown in FIG. 3 .

상기 제9 바(640)는 일 끝단은 상기 제7 바(620)의 타 끝단과 연결되어, 도 3에서와 같이 제12 연결부(625)를 형성하며, 상기 제9 바(640)의 타 끝단이 상기 제8 바(630)와 연결되는 것은 앞서 설명한 바와 같다. One end of the ninth bar 640 is connected to the other end of the seventh bar 620 to form a twelfth connection part 625 as shown in FIG. 3, and the other end of the ninth bar 640 Connection with the eighth bar 630 is as described above.

한편, 상기 제10 바(650)는 상기 제13 연결부(635)로부터 추가로 연장되며, 끝단은 후술되는 상기 동작유닛(700)과 연결된다. Meanwhile, the tenth bar 650 additionally extends from the thirteenth connection part 635, and its end is connected to the operation unit 700 to be described later.

이 경우, 상기 제10 바(650)는 상기 동작유닛(700)과의 사이에서 제14 연결부(655)를 형성하며 연결된다. In this case, the 10th bar 650 forms a 14th connection part 655 and is connected to the operation unit 700 .

이상과 같이, 상기 제2 링크유닛(600)은, 제6 내지 제10 바들(610, 620, 630, 640, 650)의 총 5개의 바로 구성되는 5-바(bar) 링크이며, 상기 제6 내지 제10 바들(610, 620, 630, 640, 650)은 하나의 평면상에서 상대적으로 회전가능하도록 위치하게 된다. As described above, the second link unit 600 is a 5-bar link composed of a total of five bars of the sixth to tenth bars 610, 620, 630, 640, and 650, and the sixth The through tenth bars 610, 620, 630, 640, and 650 are positioned to be relatively rotatable on one plane.

이 경우, 상기 제6 내지 제10 바들(610, 620, 630, 640, 650)이 형성하는 평면은 상기 제3 베이스 프레임(511) 또는 상기 제4 베이스 프레임(512)이 형성하는 평면과 평행하게 형성될 수 있으며, 초기 위치에서, 상기 제3 베이스 프레임(511) 또는 상기 제4 베이스 프레임(512)이 상기 X´Y´ 평면상에 위치한다면, 상기 제6 내지 제10 바들(610, 620, 630, 640, 650)이 형성하는 평면 역시 상기 X´Y´ 평면상에 위치하게 된다. In this case, the plane formed by the sixth to tenth bars 610, 620, 630, 640, and 650 is parallel to the plane formed by the third base frame 511 or the fourth base frame 512. In the initial position, if the third base frame 511 or the fourth base frame 512 is located on the X'Y' plane, the sixth to tenth bars 610, 620, 630, 640, 650) is also located on the X'Y' plane.

이상과 같이, 본 실시예에서는, 상기 제1 링크유닛(400)이 형성하는 평면과, 상기 제2 링크유닛(600)이 형성하는 평면이 서로 평행하지 않고 교차되도록, 즉 서로 경사지도록 연장된다. As described above, in the present embodiment, the plane formed by the first link unit 400 and the plane formed by the second link unit 600 are not parallel to each other, but extend to intersect, that is, to be inclined to each other.

나아가, 이러한 상기 제1 링크유닛(400) 및 상기 제2 링크유닛(600)을 통해 제공되는 모션의 경우, 상기 제1 링크유닛(400)과 상기 제2 링크유닛(600)의 구동에 있어, 상기 제3 구동부(340)와 상기 제6 구동부(540)는 서로 동일한 회전축인 제1 방향(X)을 회전축으로 한 회전 구동을 수행하며, 여타의 제1, 제2, 제4 및 5 구동부들(320, 330, 520, 530)은 서로 다른 회전축을 중심으로 한 회전 구동을 수행하게 된다. Furthermore, in the case of motion provided through the first link unit 400 and the second link unit 600, in driving the first link unit 400 and the second link unit 600, The third driving unit 340 and the sixth driving unit 540 perform rotational driving in the first direction X, which is the same rotational axis, as a rotational axis, and the other first, second, fourth, and fifth driving units (320, 330, 520, 530) performs rotational driving around different rotational axes.

이에, 상기 제1 및 제2 링크유닛들(400, 600)이 하나의 상기 동작유닛(700)에 연결된다면, 상기 동작유닛(700)은 총 5개의 자유도를 가지면서 구동하게 된다. Accordingly, if the first and second link units 400 and 600 are connected to one operation unit 700, the operation unit 700 is driven with a total of five degrees of freedom.

상기 동작유닛(700) 및 상기 제3 구동모듈(800)은 후술되는 도면을 동시에 참조하여 설명한다. The operation unit 700 and the third driving module 800 will be described simultaneously with reference to drawings to be described later.

도 5는 도 2의 동작유닛을 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 동작유닛에서 구동이 수행되는 상태를 모식화하여 도시한 사시도이다. FIG. 5 is a perspective view showing the operation unit of FIG. 2 , and FIG. 6 is a perspective view schematically showing a state in which driving is performed in the operation unit of FIG. 5 .

즉, 도 1 내지 도 6을 동시에 참조하면, 상기 동작유닛(700)은 상기 제1 및 제2 링크 시스템들(200, 201)을 통해 최종적으로 구동되어 동작되는 유닛으로, 몸체부(710), 제1 연결몸체(720), 제2 연결몸체(730), 연장부(740) 및 엔드 이펙터(750)를 포함한다. That is, referring to FIGS. 1 to 6 simultaneously, the operation unit 700 is a unit that is finally driven and operated through the first and second link systems 200 and 201, and includes a body portion 710, It includes a first connection body 720, a second connection body 730, an extension part 740 and an end effector 750.

상기 몸체부(710)는 상기 동작유닛(700)의 몸체를 형성하며, 상기 제3 구동모듈(800)로부터 회전 구동력을 전달받아, 회전구동된다. The body part 710 forms the body of the operation unit 700, receives rotational driving force from the third driving module 800, and is rotationally driven.

즉, 상기 제3 구동모듈(800)은 상기 몸체부(710)에 인접하도록 배치되며, 도 4에 도시된 바와 같이, 제6 액추에이터(806)를 통해 상기 몸체부(710)의 연장방향을 회전 중심축으로, 상기 몸체부(710)가 회전하도록 회전 구동력을 제공한다. That is, the third driving module 800 is disposed adjacent to the body portion 710, and as shown in FIG. 4, the sixth actuator 806 rotates the extending direction of the body portion 710. As a central axis, rotational driving force is provided so that the body portion 710 rotates.

즉, 초기상태에서, 상기 제3 구동모듈(800)은 상기 제3 방향(Z)을 회전축으로 하는 회전 구동력을 제공하게 되며, 이에 따라, 상기 몸체부(710)는 상기 제3 방향(Z)을 회전축으로 회전하게 된다. That is, in the initial state, the third driving module 800 provides a rotational driving force with the rotational axis in the third direction Z, and accordingly, the body portion 710 rotates in the third direction Z. rotates on the axis of rotation.

이를 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제3 구동모듈(800)과 상기 몸체부(710) 사이는 기어유닛(801)을 통해 연결될 수 있으며, 이를 통해 회전 구동력이 전달된다. To this end, as shown in FIG. 5 , the third driving module 800 and the body 710 may be connected through a gear unit 801, through which rotational driving force is transmitted.

상기 제1 연결몸체(720)에는 제1 연결링크(721)가 연결되며, 상기 제1 연결링크(721)는 일 끝단은 상기 제5 바(450)와 연결되고, 타 끝단은 분기되며 상기 제1 연결몸체(720)의 외주면에 연결된다. A first connection link 721 is connected to the first connection body 720, and one end of the first connection link 721 is connected to the fifth bar 450 and the other end is branched. 1 is connected to the outer circumferential surface of the connection body 720.

이 경우, 상기 제1 연결링크(721)의 일 끝단은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제5 바(450)와 제7 연결부(455)를 통해 연결되는 것으로 모식화될 수 있는데, 이 경우, 상기 제7 연결부(455)는 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 동작링크(726)로 모식화되어 상기 제1 방향(X)을 회전축으로 회전가능하게 된다. In this case, as shown in FIG. 3, one end of the first connection link 721 may be modeled as being connected through the fifth bar 450 and the seventh connection part 455. In this case, as shown in FIG. 6 , the seventh connection part 455 is modeled as a second operating link 726 to be rotatable in the first direction X as a rotation axis.

즉, 상기 제1 연결링크(721)와 상기 제5 바(450)는 상기 제1 방향(X)을 회전축으로 상대적으로 회전 가능하도록 연결된다. That is, the first connection link 721 and the fifth bar 450 are connected to be relatively rotatable in the first direction X as a rotation axis.

또한, 상기 제1 연결링크(721)의 타 끝단은 분기되어 상기 제1 연결몸체(720)의 외주면에 연결되는데, 이러한 연결관계는 도 6에 도시된 바와 같이, 제3 동작링크(727)로 모식화되어 상기 제2 방향(Y)을 회전축으로 회전가능하게 된다. In addition, the other end of the first connecting link 721 is branched and connected to the outer circumferential surface of the first connecting body 720, and this connection relationship is a third operating link 727 as shown in FIG. It is modeled and is rotatable in the second direction (Y) as a rotation axis.

즉, 상기 제1 연결링크(721)와 상기 제1 연결몸체(720)는 상기 제2 방향(Y)을 회전축으로 상대적으로 회전 가능하도록 연결된다. That is, the first connection link 721 and the first connection body 720 are connected to be relatively rotatable in the second direction Y as a rotation axis.

나아가, 제1 동작링크(725)의 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제3 구동모듈(800)에 의해 회전하게 되는데, 이는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제2 동작링크(726) 및 상기 제3 동작링크(727)와 함께 제1 동작링크(725)를 구성하는 것으로 모식화할 수 있으며, 이에 따라, 상기 제1 연결몸체(720)와 상기 제1 연결링크(721)는 하나의 평면상에서 3개의 축(X, Y, Z)을 회전축으로 회전하는 것으로 모사될 수 있다. Furthermore, in the case of the first operating link 725, as described above, it is rotated by the third driving module 800, which, as shown in FIG. 6, the second operating link 726 and the It can be modeled as configuring the first operating link 725 together with the third operating link 727, and accordingly, the first connecting body 720 and the first connecting link 721 are formed on one plane. It can be simulated by rotating the three axes (X, Y, Z) as rotation axes.

상기 제2 연결몸체(730)는 상기 제1 연결몸체(720)보다 하부에 위치한다. 또한, 상기 제2 연결몸체(730)에는 제2 연결링크(731)가 연결되며, 상기 제2 연결링크(731)는 일 끝단은 상기 제10 바(650)와 연결되고, 타 끝단은 분기되며 상기 제2 연결몸체(730)의 외주면에 연결된다. The second connection body 730 is located lower than the first connection body 720 . In addition, a second connection link 731 is connected to the second connection body 730, and one end of the second connection link 731 is connected to the tenth bar 650 and the other end is branched. It is connected to the outer circumferential surface of the second connection body 730.

이 경우, 상기 제2 연결몸체(730)의 연결상태는, 그 위치가 다른 것을 제외하고는 상기 제1 연결몸체(720)와 실질적으로 동일하다. In this case, the connection state of the second connection body 730 is substantially the same as that of the first connection body 720 except for a different location.

즉, 상기 제2 연결링크(731)의 일 끝단은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제10 바(650)와 제14 연결부(655)를 통해 연결되는 것으로 모식화될 수 있는데, 이 경우, 상기 제14 연결부(455)는 도 6에 도시된 바와 같이, 제5 동작링크(736)로 모식화되어 상기 제1´ 방향(X´)을 회전축으로 회전가능하게 된다. That is, as shown in FIG. 3, one end of the second connection link 731 may be modeled as being connected through the 10th bar 650 and the 14th connection part 655, in this case As shown in FIG. 6, the 14th connection part 455 is modeled as a fifth operating link 736 and is rotatable in the first' direction (X') as a rotation axis.

즉, 상기 제2 연결링크(731)와 상기 제10 바(650)는 상기 제1´ 방향(X´)을 회전축으로 상대적으로 회전 가능하도록 연결된다. That is, the second connection link 731 and the tenth bar 650 are relatively rotatably connected in the first' direction (X') as a rotation axis.

또한, 상기 제2 연결링크(731)의 타 끝단은 분기되어 상기 제2 연결몸체(730)의 외주면에 연결되는데, 이러한 연결관계는 도 6에 도시된 바와 같이, 제6 동작링크(737)로 모식화되어 상기 제2´ 방향(Y´)을 회전축으로 회전가능하게 된다. In addition, the other end of the second connection link 731 is branched and connected to the outer circumferential surface of the second connection body 730, and this connection relationship is a sixth operating link 737 as shown in FIG. Modeled, it becomes rotatable in the second' direction (Y') as a rotation axis.

즉, 상기 제2 연결링크(731)와 상기 제2 연결몸체(730)는 상기 제2´ 방향(Y´)을 회전축으로 상대적으로 회전 가능하도록 연결된다. That is, the second connection link 731 and the second connection body 730 are connected to be relatively rotatable in the second' direction (Y') as a rotation axis.

나아가, 제4 동작링크(735)의 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제3 구동모듈(800)에 의해 상기 제3 방향(Z)을 회전축으로 회전하게 되는데, 이는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제5 동작링크(736) 및 상기 제6 동작링크(737)와 함께 제4 동작링크(735)를 구성하는 것으로 모식화할 수 있으며, 이에 따라, 상기 제2 연결몸체(730)와 상기 제2 연결링크(731)는 하나의 평면상에서 3개의 축(X´, Y´, Z)을 회전축으로 회전하는 것으로 모사될 수 있다. Furthermore, in the case of the fourth operating link 735, as described above, the third driving module 800 rotates in the third direction Z as a rotational axis, which, as shown in FIG. 6, It can be modeled as configuring a fourth operating link 735 together with the fifth operating link 736 and the sixth operating link 737, and thus, the second connection body 730 and the second operating link 735. The connecting link 731 can be simulated by rotating three axes (X', Y', Z) as rotational axes on one plane.

이상과 같이, 상기 몸체부(710)의 경우, 상측에서는 상기 제1 연결몸체(720)에 대한 모션에 의해 제1 공간(XYZ) 상의 모션이 구현되며, 하측에서는 상기 제2 연결몸체(730)에 대한 모션에 의해 제2 공간(X´Y´Z) 상의 모션이 구현된다. As described above, in the case of the body part 710, the motion in the first space XYZ is implemented by the motion of the first connection body 720 on the upper side, and the second connection body 730 on the lower side. The motion on the second space (X'Y'Z) is implemented by the motion for .

이러한 상기 동작유닛(700)의 몸체부(710)의 구동을 종합해 보면, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 몸체부(710)가 상기 제1 링크유닛(400)의 끝단인 상기 제5 바(450)에 연결되고, 이와 동시에 상기 제2 링크유닛(600)의 끝단인 상기 제10 바(650)에 연결되므로, 상기 몸체부(710)는 상기 제1 및 제2 링크유닛들(400, 600)에 의해 제공되는 총 5 자유도의 구동을 수행하게 된다. When the driving of the body part 710 of the operation unit 700 is put together, as described above, the body part 710 is the fifth bar 450 that is the end of the first link unit 400. Since it is connected to and at the same time connected to the tenth bar 650, which is the end of the second link unit 600, the body part 710 is connected to the first and second link units 400 and 600. A total of 5 degrees of freedom provided by

나아가, 상기 제3 구동모듈(800)에 의해 추가적으로 상기 몸체부(710) 자체가 연장방향을 회전축으로 회전구동이 가능하게 되며, 이는 상기 제1 및 제2 링크유닛들(400, 600)의 구동에 구속되지 않으므로, 추가로 1 자유도의 구동이 가능하게 된다. Furthermore, by the third drive module 800, the body portion 710 itself can additionally be driven to rotate in the extension direction as a rotation axis, which drives the first and second link units 400 and 600. Since it is not constrained to , driving with an additional 1 degree of freedom is possible.

그리하여, 상기 몸체부(710)는 결국 총 6 자유도의 모션을 구현할 수 있다. Thus, the body part 710 can eventually implement motion of a total of 6 degrees of freedom.

상기 연장부(740)는 상기 몸체부(710)의 하부로부터 연장되며, 도시된 바와 같이, 끝단은 일 측 방향으로 휘어지도록 연장될 수 있다. 다만, 이러한 상기 연장부(740)의 연장방향 및 끝단의 휘어지는 방향은, 상기 연장부(740)의 끝단에 고정되는 상기 엔드 이펙터(750)를 고려하여 다양하게 가변될 수 있다. The extension part 740 extends from the lower part of the body part 710, and as shown, the end may extend to be bent in one direction. However, the extension direction and the bending direction of the end of the extension 740 may be varied in consideration of the end effector 750 fixed to the end of the extension 740 .

상기 엔드 이펙터(750)는, 상기 연장부(740)의 끝단에 고정되어, 상기 몸체부(710)의 모션에 따라 소정의 모션을 구현하게 된다. 이 경우, 상기 엔드 이펙터(750)는 상기와 같이 6 자유도의 모션을 구현하며 소정의 동작을 수행하게 된다. The end effector 750 is fixed to the end of the extension part 740 and implements a predetermined motion according to the motion of the body part 710 . In this case, the end effector 750 implements motion of 6 degrees of freedom as described above and performs a predetermined operation.

한편, 이상과 같이, 상기 엔드 이펙터(750)는 상기 제1 구동모듈(300), 상기 제2 구동모듈(500) 및 상기 제3 구동모듈(800)의 구동에 따라, 6 자유도의 모션을 구현하는 능동 구동을 수행할 수 있다. Meanwhile, as described above, the end effector 750 implements motion of six degrees of freedom according to the driving of the first driving module 300, the second driving module 500, and the third driving module 800. can perform active driving.

이와 달리, 상기 엔드 이펙터(750)는 사용자가 인가하는 외력에 의해 동작되는 수동 구동도 수행할 수 있다. 즉, 사용자는 소정의 동작을 상기 엔드 이펙터(750)로 인가하는, 이른바 교시(teaching) 동작을 수행할 수 있다. Alternatively, the end effector 750 may also perform manual driving operated by an external force applied by a user. That is, the user may perform a so-called teaching operation for applying a predetermined operation to the end effector 750 .

이와 같은 수동 구동의 경우, 상기 엔드 이펙터(750)로 제공되는 사용자에 의해 인가되는 외력에 의해, 역으로 상기 동작유닛(700), 및 상기 제1 및 제2 링크유닛들(400, 600)이 동작되며, 이러한 동작이 가능하도록 상기 제1 내지 제3 구동모듈들(300, 500, 800)도 수동 구동하게 된다. In the case of such a manual drive, the operation unit 700 and the first and second link units 400 and 600 are reversed by an external force provided to the end effector 750 and applied by the user. and the first to third driving modules 300, 500 and 800 are also manually driven to enable these operations.

나아가, 도시하지는 않았으나, 상기몸체부(710) 상에는 힘센서 또는 토크 센서가 구비될 수 있다. Furthermore, although not shown, a force sensor or a torque sensor may be provided on the body portion 710 .

능동 구동을 수행하는 경우 상기 힘센서 또는 토크 센서는, 상기 엔드 이펙터(750)가 이동하는 과정에서, 외부로부터 인가되는 힘을 센싱하며, 이렇게 인가되는 힘이 기 설정된 힘 이상인 경우 피드백 제어를 통해 상기 엔드 이펙터(750)의 추가 모션을 제한할 수 있다. In the case of active driving, the force sensor or torque sensor senses a force applied from the outside while the end effector 750 is moving, and if the force applied in this way exceeds a preset force, the force sensor or torque sensor senses the force through feedback control. Further motion of the end effector 750 may be limited.

이와 달리, 수동 구동을 수행하는 경우 상기 힘센서 또는 토크 센서는, 외부로부터 제공되는 외력이, 기 설정된 힘 또는 동작 가능한 모션 이상인 경우 피드백 제어를 통해 추가 모션을 제한함과 동시에 사용자에게 진동 또는 알림을 제공함으로써, 사용자가 기 설정된 힘의 범위에서, 또는 동작 가능한 모션의 범위 이내에서 외력을 인가하도록 유도할 수 있다.In contrast, in the case of manual driving, the force sensor or torque sensor limits additional motion through feedback control when an external force provided from the outside exceeds a preset force or operable motion, and at the same time, vibrates or alerts the user. By providing, the user may be induced to apply an external force within a range of a preset force or within a range of operable motion.

이와 같은, 상기 힘센서 또는 토크 센서와 능동 구동 또는 수동 구동을 통한 모션, 특히 사용자가 상기 엔드 이펙터(750)를 통해 외력을 인가하는 경우의 상기 동작유닛(700)의 동작 상태에 대하여 예시하여 설명하면 하기와 같다. Such a motion through the force sensor or torque sensor and active or passive drive, in particular, an operating state of the operation unit 700 when a user applies an external force through the end effector 750 will be described by way of example. If you do, it is as follows.

이 경우, 상기 힘센서 또는 토크 센서가 상기 제1 연결몸체(720) 및 상기 제2 연결몸체(730) 상에 각각 구비되며, 각각이 구비되는 위치를 A 및 B라고 가정한다. In this case, it is assumed that the force sensor or the torque sensor is provided on the first connection body 720 and the second connection body 730, respectively, and positions A and B are respectively provided.

이 경우, 상기 A 및 B 위치에서는, 기본적으로 6 자유도를 가지며 자유로운 움직임이 가능하다. In this case, at the positions A and B, freedom of movement is possible with basically 6 degrees of freedom.

다만, 상기 A 및 B 위치에서의 회전 구동은 하기 식 (1)과 같이 구속될 수 있다. 즉, A가 자유롭게 회전 구동이 가능하지만, B는 회전 구동에 있어 하기와 같은 식 (1)의 구속 요건을 가지면서 회전 구동을 수행하게 된다. However, the rotation drive at the A and B positions may be constrained as in Equation (1) below. That is, although A can be freely driven, B performs rotational driving while having the constraints of Equation (1) as follows.

식 (1)

Equation (1)

이 경우, Bn은 새로운 B의 위치를 나타내는 벡터, Bo는 초기 B의 위치를 나타내는 벡터, An은 새로운 A의 위치를 나타내는 벡터, Ao는 초기 A의 위치를 나타내는 벡터이다. In this case, Bn is a vector representing the new location of B, Bo is a vector representing the initial location of B, An is a vector representing the new location of A, and Ao is a vector representing the initial location of A.

또한, 상기 A 및 B 위치에서의 병진 운동은 하기 식 (2) 및 식 (3)과 같이 구속될 수 있다. 이 경우, 말단, 예를 들어 상기 엔드 이펙터(750)의 끝단의 위치를 C라고 가정하면, A, B, C는 일직선 상에 위치하게 된다. In addition, the translational motion at the A and B positions can be constrained as shown in Equations (2) and (3) below. In this case, assuming that the end, for example, the position of the end of the end effector 750 is C, A, B, and C are located on a straight line.

그리하여, 상기 C의 위치에 대한 병진 운동을 고정하기 위한 경우, 하기 식 (2)와 같은 조건을 가지도록 A의 새로운 위치(An)에 대한 구속 조건을 유지한 상태에서, 하기 식 (3)과 같이 B의 새로운 위치(Bn)에 대한 구속을 수행할 수 있다. Thus, in the case of fixing the translational motion with respect to the position of C, in a state where the constraint condition for the new position (An) of A is maintained so as to have the condition as in Equation (2) below, Equation (3) Similarly, the constraint for the new position of B (Bn) can be performed.

식 (2)

Equation (2)

식 (3)

Equation (3)

여기서, CAn은 C의 위치와 새로운 A의 위치 사이의 벡터, CAo는 C의 위치와 초기 A의 위치 사이의 벡터, Bn은 새로운 B의 위치를 나타내는 벡터, An은 새로운 A의 위치를 나타내는 벡터, (C-An)은 C의 위치와 새로운 A의 위치 사이의 차이를 나타내는 벡터, CBo는 C의 위치와 초기 B의 위치 사이의 벡터이다. Here, CAn is a vector between the position of C and the new position of A, CAo is a vector between the position of C and the initial position of A, Bn is a vector representing the position of new B, An is a vector representing the position of new A, (C-An) is the vector representing the difference between the position of C and the new position of A, and CBo is the vector between the position of C and the initial position of B.

한편, 이상과 같이 회전운동 및 병진운동에 대하여 새로운 A 및 B의 위치를 상기 예시된 식들과 같이 구속할 수 있는 것 외에, 다른 위치들에 대하여도 유사한 방법으로 새로운 위치들에 대한 회전 또는 병진 운동에서의 구속 조건을 구성할 수 있다. On the other hand, in addition to constraining the positions of new A and B for rotational motion and translational motion as described above, rotation or translational motion for new positions can be performed in a similar manner for other positions. constraints can be configured.

그리하여, 상기 구속 조건을 바탕으로, 새로 이동되는 위치에 대한 구속이 가능하므로, 사용자가 상기 엔드 이펙터(750)를 통해 외력을 인가하는 경우의 상기 동작유닛(700)의 동작이 구속되며 상호작용이 수행될 수 있다. Therefore, based on the constraint condition, since the newly moved position can be constrained, the operation of the operation unit 700 when the user applies an external force through the end effector 750 is constrained and the interaction is prevented. can be performed

도 7은 도 2의 로봇 구동시스템을 도시한 평면도이다. Figure 7 is a plan view showing the robot drive system of Figure 2;

도 7을 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 로봇 구동시스템(10)에서는, 상기 제1 링크유닛(400) 및 상기 제2 링크유닛(600)이 상기 고정 프레임(100)과의 간섭을 회피하면서도 상대적으로 넓은 구동 범위를 유지하도록 설계된다. Referring to FIG. 7 , in the robot drive system 10 according to this embodiment, the first link unit 400 and the second link unit 600 avoid interference with the fixed frame 100 while It is designed to maintain a relatively wide driving range.

즉, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 고정 프레임(100)은 한 쌍의 제1 및 제2 연장 프레임들(120, 130)에 의해 양 측면이 폐쇄된 구조를 가지며, 이에 따라, 상기 제1 링크유닛(400) 및 상기 제2 링크유닛(600)은, 상기 고정 프레임(100)의 전단, 즉 도 7에서 제2 방향(Y)을 향하여만 연결될 수 있다. That is, as described above, the fixed frame 100 has a structure in which both sides are closed by a pair of first and second extension frames 120 and 130, and thus, the first link unit ( 400) and the second link unit 600 may be connected only toward the front end of the fixing frame 100, that is, in the second direction Y in FIG. 7 .

따라서, 상기 제1 및 제2 링크유닛들(400, 600)이 상기 제2 방향(Y)을 향해서만 상기 제1 및 제2 구동모듈들(300, 500)과 각각 연결될 수 있으므로, 상대적으로 상기 제1 및 제2 링크유닛들(400, 600)의 이동 범위가 좁아지는 문제가 야기될 수 있다. Therefore, since the first and second link units 400 and 600 can be connected to the first and second driving modules 300 and 500 only in the second direction Y, the relative A problem in which the movement range of the first and second link units 400 and 600 is narrowed may occur.

이에, 본 실시예의 경우, 상기 제1 링크유닛(400)의 상기 제1 바(410) 및 상기 제2 링크유닛(600)의 제6 바(610)는 상기 제2 방향(Y)으로 연장되지만, 상기 제1 링크유닛(400)의 상기 제2 바(420) 및 상기 제2 링크유닛(600)의 제7 바(620)는 상기 제1 방향(X)으로 휘어지며 연장된다. Accordingly, in the present embodiment, the first bar 410 of the first link unit 400 and the sixth bar 610 of the second link unit 600 extend in the second direction Y, but , The second bar 420 of the first link unit 400 and the seventh bar 620 of the second link unit 600 are bent and extended in the first direction (X).

즉, 도시된 바와 같이, 상기 제2 바(420)는 제2 곡면부(421)를 포함하여, 상기 고정프레임(100)으로부터 제2 방향(Y)이 아닌 제1 방향(X)으로 휘어지며 연장되고, 마찬가지로, 상기 제7 바(620)도 제2 곡면부(621)를 포함하여 상기 제1 방향(X)으로 휘어지며 연장된다. That is, as shown, the second bar 420 includes the second curved portion 421 and is bent from the fixing frame 100 in the first direction (X) instead of the second direction (Y). Similarly, the seventh bar 620 includes the second curved portion 621 and is bent and extended in the first direction X.

그리하여, 전체적으로, 상기 제1 바(410) 및 상기 제2 바(420)는 수직한 방향으로 연장되고, 마찬가지로 상기 제6 바(610) 및 상기 제7 바(620)도 전체적으로 수직한 방향으로 연장될 수 있다. Thus, as a whole, the first bar 410 and the second bar 420 extend in a vertical direction, and similarly, the sixth bar 610 and the seventh bar 620 also extend in a vertical direction as a whole. It can be.

이에, 상기 제1 링크유닛(400)은 초기 위치에서, 전체적으로 사각형을 형성하게 되며, 마찬가지로 상기 제2 링크유닛(600)도 초기 위치에서 전체적으로 사각형을 형성하여, 상기 제1 및 제2 링크유닛들(400, 600)의 이동 범위가 상대적으로 넓게 형성될 수 있다. Accordingly, the first link unit 400 forms a rectangle as a whole in its initial position, and similarly, the second link unit 600 also forms a rectangle as a whole in its initial position, so that the first and second link units The movement range of (400, 600) can be formed relatively wide.

한편, 상기 제1 바(410)는 제1 곡면부(411)를 포함하여, 상기 제1 구동부(320)로부터 전달되는 회전 구동력이 보다 효과적으로 상기 제1 바(410)로 전달되도록 하며, 마찬가지로 상기 제6 바(610)도 제1 곡면부를 포함하여 상기 제4 구동부(520)로부터 전달되는 회전 구동력이 보다 효과적으로 상기 제6 바(610)로 전달되도록 한다. Meanwhile, the first bar 410 includes a first curved portion 411 so that the rotational driving force transmitted from the first driving unit 320 is more effectively transmitted to the first bar 410, and similarly, the The sixth bar 610 also includes a first curved portion so that the rotational driving force transmitted from the fourth driving unit 520 is more effectively transmitted to the sixth bar 610 .

도 8a는 도 2의 로봇 구동시스템의 제1 자세를 도시한 평면도이고, 도 8b는 도 8a의 ´A´ 부분을 확대하여 도시한 확대도이다. 도 9a는 도 2의 로봇 구동시스템의 제2 자세를 도시한 평면도이고, 도 9b는 도 9a의 ´B´ 부분을 확대하여 도시한 확대도이다. FIG. 8A is a plan view showing a first posture of the robot driving system of FIG. 2 , and FIG. 8B is an enlarged view of part 'A' of FIG. 8A . FIG. 9A is a plan view showing a second posture of the robot driving system of FIG. 2 , and FIG. 9B is an enlarged view of part 'B' of FIG. 9A .

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 상기 제1 링크유닛(400)에서, 상기 제3 바(430)의 타 끝단과 상기 제4 바(440)의 타 끝단은 상기 제6 연결부(435)를 형성하며 연결되어, 상대적인 회전이 가능하도록 구동된다. 8A and 8B, in the first link unit 400, the other end of the third bar 430 and the other end of the fourth bar 440 form the sixth connection part 435. connected and driven to enable relative rotation.

다만, 상기 제1 링크유닛(400)은 구동제한유닛(490)을 포함하여, 상기 제3 바(430)와 상기 제4 바(440)는 일정 각도 이상 회전하는 것을 제한한다. However, the first link unit 400 includes a drive limiting unit 490 to limit rotation of the third bar 430 and the fourth bar 440 by a predetermined angle or more.

즉, 상기 제1 바(410)와 상기 제3 바(430) 사이의 각도(θ₁), 및 상기 제2 바(420)와 상기 제4 바(440) 사이의 각도(θ₂)가 최소로 유지되는 상태에서 상기 제3 바(430)와 상기 제4 바(440) 사이의 각도(θ₃)가 최대로 유지될 수 있는데(제1 자세), 이러한 상기 최대각은 구동제한유닛(490)을 통해 더 이상 증가되지 않도록 제한된다. That is, the angle θ 1 between the first bar 410 and the third bar 430 and the angle θ ₂ between the second bar 420 and the fourth bar ₄₄₀ are at least The angle θ ₃ between the third bar 430 and the fourth bar 440 can be maintained at the maximum (first posture), and this maximum angle is the driving limiting unit 490 ) is limited so that it does not increase further.

이와 달리, 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 상기 제1 바(410)와 상기 제3 바(430) 사이의 각도(θ₁), 및 상기 제2 바(420)와 상기 제4 바(440) 사이의 각도(θ₂)가 최대로 유지되는 상태에서 상기 제3 바(430)와 상기 제4 바(440) 사이의 각도(θ₃)가 최소로 유지될 수 있는데(제2 자세), 이러한 상기 최소각 역시 상기 구동제한유닛(490)을 통해 더 이상 감소되지 않도록 제한된다. Unlike this, referring to FIGS. 9A and 9B , the angle θ ₁ between the first bar 410 and the third bar 430 and the second bar 420 and the fourth bar 440 ) The angle (θ ₃ ) between the third bar 430 and the fourth bar 440 can be kept at a minimum while the angle (θ ₂ ) between them is maintained at a maximum (second posture), This minimum angle is also limited so as not to be further reduced through the driving limiting unit 490.

구체적으로, 상기 구동제한유닛(490)은 구동제한 블록(460), 고정블록(470) 및 슬라이딩 블록(480)을 포함한다. Specifically, the driving limiting unit 490 includes a driving limiting block 460, a fixed block 470 and a sliding block 480.

상기 구동제한 블록(460)은 상기 제3 바(430)의 내측으로 형성되는 블록으로, 제1 가이드면(461), 제2 가이드면(462) 및 제3 가이드면(463)을 포함한다. The drive limiting block 460 is a block formed inside the third bar 430 and includes a first guide surface 461 , a second guide surface 462 , and a third guide surface 463 .

즉, 상기 제1 가이드면(461)은 상기 제3 바(430)의 연장방향에 대하여 제1 각도(α)를 형성하며, 상기 제3 바(430)의 내측으로 연장되며 형성된다. 이 경우, 상기 제1 각도(α)는 예각일 수 있다. That is, the first guide surface 461 forms a first angle α with respect to the extension direction of the third bar 430 and extends to the inside of the third bar 430 . In this case, the first angle α may be an acute angle.

또한, 상기 제2 가이드면(462)은 상기 제1 가이드면(461)과 마주하며 상기 제3 바(430)의 연장방향에 대하여 제2 각도(β)를 형성하며, 상기 제3 바(430)의 내측으로 연장되며 형성된다. 이 경우, 상기 제2 각도(β)도 예각일 수 있으며, 상기 제1 각도와 마주하도록 형성된다. In addition, the second guide surface 462 faces the first guide surface 461 and forms a second angle β with respect to the extending direction of the third bar 430, and the third bar 430 ) is formed by extending to the inside of the In this case, the second angle β may also be an acute angle and is formed to face the first angle.

상기 제3 가이드면(463)은 일 끝단은 상기 제1 가이드면(461)의 끝단에 연결되고, 타 끝단은 상기 제2 가이드면(462)에 연결된다. One end of the third guide surface 463 is connected to the end of the first guide surface 461 and the other end is connected to the second guide surface 462 .

이 때, 상기 제3 가이드면(463)은 상기 제1 가이드면(461)과의 사이에서 제3 각도(γ)를 형성한다. At this time, the third guide surface 463 forms a third angle γ with the first guide surface 461 .

한편, 상기 제3 가이드면(463)은 상기 제6 연결부(435)가 원형 형상을 가지므로, 이와 간섭을 피하기 위해 내측으로 휘어지는 원호 형상을 가질 수 있다. 그리하여, 상기 제6 연결부(435)의 회전이 상기 제3 가이드면(463)에 의해 방해되지 않는다. Meanwhile, since the sixth connection part 435 has a circular shape, the third guide surface 463 may have an arc shape bent inward to avoid interference therewith. Thus, the rotation of the sixth connection part 435 is not hindered by the third guide surface 463 .

상기 고정블록(470)은, 상기 제1 가이드면(461)을 고정시키는 블록으로, 상기 제1 가이드면(461)과, 상기 제3 바(430)에서 상기 제1 가이드면(461)이 연장되는 면의 반대측 면 사이를 고정시킨다. The fixing block 470 is a block for fixing the first guide surface 461, and the first guide surface 461 extends from the first guide surface 461 and the third bar 430. It is fixed between the opposite side of the side to be used.

상기 슬라이딩 블록(480)은 상기 제4 바(440)의 끝단에 형성되는 블록으로서, 상기 구동제한블록(460)을 따라 슬라이딩한다. The sliding block 480 is a block formed at the end of the fourth bar 440 and slides along the driving limiting block 460 .

구체적으로, 도 8b를 참조하면, 상기 슬라이딩 블록(480)이 상기 제2 가이드면(462)의 시작부분에 위치하는 경우, 상기 제3 바(430)와 상기 제4 바(440) 사이의 각도(θ₃)는 최대 각도를 유지하게 된다. Specifically, referring to FIG. 8B , when the sliding block 480 is located at the beginning of the second guide surface 462, the angle between the third bar 430 and the fourth bar 440 (θ ₃ ) maintains the maximum angle.

즉, 상기 제2 가이드면(462)이 상기 제3 바(430)와 제2 각도(β)를 유지하도록 연장되므로, 상기 슬라이딩 블록(480)은 상기 제2 가이드면(462)에 의해 추가적인 이동이 제한되며, 이에 따라 상기 제6 연결부(435)의 추가 회전도 제한되고, 결국 상기 제3 바(430)와 상기 제4 바(440) 사이의 각도(θ₃)가 상기 최대 각도 이상으로 증가하는 것이 제한된다. That is, since the second guide surface 462 extends to maintain the second angle β with the third bar 430, the sliding block 480 moves additionally by the second guide surface 462. is limited, and accordingly, additional rotation of the sixth connection part 435 is also limited, and eventually the angle θ ₃ between the third bar 430 and the fourth bar 440 increases beyond the maximum angle. What to do is limited

이와 달리, 도 9b를 참조하면, 상기 슬라이딩 블록(480)이 상기 제1 가이드면(461)과 상기 제3 가이드면(463)의 연결부분에 위치하는 경우, 상기 제3 바(430)와 상기 제4 바(440) 사이의 각도(θ₃)는 최소 각도를 유지하게 된다. In contrast, referring to FIG. 9B , when the sliding block 480 is located at the connection portion between the first guide surface 461 and the third guide surface 463, the third bar 430 and the The angle θ ₃ between the fourth bars 440 maintains a minimum angle.

즉, 상기 제1 가이드면(461)이 상기 제3 바(430)와 제1 각도(α)를 유지하도록 연장되므로, 상기 슬라이딩 블록(480)은 상기 제1 가이드면(461)과 상기 제3 가이드면(463)의 연결부분에 위치하고, 상기 제4 바(440)가 상기 제1 가이드면(461)을 따라 연장되도록 위치하므로, 상기 제4 바(440)의 추가적인 이동이 제한되며, 이에 따라 상기 제6 연결부(435)의 추가 회전도 제한되고, 결국 상기 제3 바(430)와 상기 제4 바(440) 사이의 각도(θ₃)가 상기 최소 각도 이하로 감소하는 것이 제한된다. That is, since the first guide surface 461 extends to maintain a first angle α with the third bar 430, the sliding block 480 is connected to the first guide surface 461 and the third bar 430. Since it is located at the connecting portion of the guide surface 463 and the fourth bar 440 is positioned to extend along the first guide surface 461, the additional movement of the fourth bar 440 is restricted. Additional rotation of the sixth connection portion 435 is also restricted, and consequently, a decrease of the angle θ ₃ between the third bar 430 and the fourth bar 440 to less than the minimum angle is restricted.

이상과 같이, 상기 슬라이딩 블록(480)은 상기 제3 가이드면(463)을 따라 슬라이딩되면서 이동되고, 이에 따라 상기 슬라이딩 블록(480)의 추가적인 슬라이딩 이동이 제한되면서, 상기 제3 바(430)와 상기 제4 바(440) 사이의 각도(θ₃)는 소정의 범위 이내로 유지될 수 있다. As described above, the sliding block 480 is moved while sliding along the third guide surface 463, and thus the additional sliding movement of the sliding block 480 is restricted, and the third bar 430 and The angle θ ₃ between the fourth bars 440 may be maintained within a predetermined range.

그리하여, 상기 제3 바(430)와 상기 제4 바(440) 사이가 소정 범위 이내의 각도를 유지하므로, 상기 제1 링크유닛(400)의 운동이 보다 안정적으로 수행될 수 있다. Thus, since the angle between the third bar 430 and the fourth bar 440 is maintained within a predetermined range, the movement of the first link unit 400 can be performed more stably.

한편, 이상에서는 설명의 편의상, 상기 제1 링크유닛(400)에 대하여만 설명하였으나, 상기 제2 링크유닛(600)도 동일하게 설계됨은 자명하며, 중복되는 설명은 생략한다. Meanwhile, in the foregoing, for convenience of description, only the first link unit 400 has been described, but it is obvious that the second link unit 600 is also designed in the same way, and duplicate descriptions are omitted.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 로봇 구동시스템을 도시한 사시도이다. 10 is a perspective view showing a robot driving system according to another embodiment of the present invention.

본 실시예에 의한 상기 로봇 구동시스템(20)은, 제2 링크유닛(202)의 제2 구동모듈(501)에서, 제6 구동부가 생략되는 것을 제외하고는, 도 2를 참조하여 설명한 상기 로봇 구동시스템(10)과 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다. In the robot driving system 20 according to this embodiment, in the second driving module 501 of the second link unit 202, except that the sixth driving unit is omitted, the robot described with reference to FIG. 2 Since it is substantially the same as the driving system 10, the same reference numerals are used for the same components, and overlapping descriptions thereof are omitted.

도 10을 참조하면, 본 실시예에 의한 로봇 구동시스템(20)에서는, 상기 제2 링크유닛(202)을 구성하는 상기 제2 구동모듈(501)이, 제4 및 제5 구동부들(520, 530)만 포함한다. Referring to FIG. 10 , in the robot drive system 20 according to this embodiment, the second drive module 501 constituting the second link unit 202 includes fourth and fifth drive units 520, 530) only.

즉, 도 2에서 설명한 바와 같이, 상기 제4 구동부(520)는 상기 제6 바(610)를 회전 구동시키고, 상기 제5 구동부(530)는 상기 제7 바(620)를 회전 구동시킨다. That is, as described in FIG. 2 , the fourth driving unit 520 rotationally drives the sixth bar 610 and the fifth driving unit 530 rotationally drives the seventh bar 620 .

그러나, 상기 제2 구동 프레임(510)을 상기 제1 방향(X)을 회전축으로 회전시키는 구동부는 생략되며, 이에 따라 상기 제2 구동 프레임(510)은 그 위치가 고정된다. However, the driving unit for rotating the second driving frame 510 in the first direction X is omitted, and thus the second driving frame 510 is fixed in its position.

즉, 상기 제2 구동 프레임(510)의 제3 및 제4 베이스 프레임들(511, 512)은 모두 초기상태와 같이 상기 X´Y´평면에 평행하게 연장되고, 이러한 연장 상태는 가변되지 않고 유지된다. That is, all of the third and fourth base frames 511 and 512 of the second drive frame 510 extend parallel to the X'Y' plane as in their initial state, and this extended state remains unchanged. do.

이상과 같이, 상기 제2 구동 프레임(510)이 별도로 회전되지 않더라도, 상기 제1 구동모듈(300)에 의해 상기 제1 링크유닛(400)의 끝단은 3개의 자유도를 가지며, 상기 제2 구동모듈(500)에 의해 상기 제2 링크유닛(600)의 끝단은 2개의 자유도를 가지므로, 상기 제1 및 제2 링크유닛들(400, 600)에 연결되는 상기 동작유닛(700)은 도 2의 동작유닛과 동일하게 총 5개의 자유도를 가지며 구동될 수 있다. As described above, even if the second driving frame 510 is not rotated separately, the end of the first link unit 400 has three degrees of freedom by the first driving module 300, and the second driving module Since the end of the second link unit 600 has two degrees of freedom by 500, the operation unit 700 connected to the first and second link units 400 and 600 is shown in FIG. Like the operation unit, it can be driven with a total of 5 degrees of freedom.

나아가, 상기 제3 구동모듈(800)의해 1개의 자유도가 추가되어, 상기 동작유닛(700)이 총 6개의 자유도를 가지는 것은 앞서 설명한 바와 같다. Furthermore, as described above, one degree of freedom is added by the third driving module 800 so that the operation unit 700 has a total of six degrees of freedom.

이상과 같이, 상기 제2 구동 프레임(510)을 회전시키는 별도의 구동부가 생략되어도, 상기 동작유닛(700)은 동일한 자유도를 가지며 능동 구동 또는 수동 구동될 수 있다. As described above, even if a separate driving unit for rotating the second driving frame 510 is omitted, the operation unit 700 can be actively driven or passively driven with the same degree of freedom.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 서로 평행하지 않고 경사지도록 연장되는 제1 및 제2 링크유닛들을 하나의 동작유닛에 연결함으로써, 5-자유도를 가지는 로봇 메커니즘을 구현할 수 있으며, 상기 동작유닛에 추가로 구동모듈을 구비함으로써 6-자유도를 가지는 로봇 메커니즘을 구현할 수 있다. According to the embodiments of the present invention as described above, it is possible to implement a robot mechanism having 5 degrees of freedom by connecting the first and second link units extending to be inclined rather than parallel to each other to one operation unit, and the operation A robot mechanism having 6 degrees of freedom can be implemented by providing a drive module in addition to the unit.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that you can.

10, 20 : 로봇 구동시스템 100 : 고정프레임
200 : 제1 링크 시스템 201, 202 : 제2 링크 시스템
300 : 제1 구동모듈 400 : 제1 링크유닛
411 : 제1 곡면부 421 : 제2 곡면부
490 : 구동제한유닛 460 : 구동제한블록
500, 501 : 제2 구동모듈 600 : 제2 링크유닛
700 : 동작유닛 750 : 엔드 이펙터
800 : 제3 구동모듈10, 20: robot drive system 100: fixed frame
200: first link system 201, 202: second link system
300: first drive module 400: first link unit
411: first curved portion 421: second curved portion
490: drive limit unit 460: drive limit block
500, 501: second driving module 600: second link unit
700: action unit 750: end effector
800: third driving module

Claims

fixed frame;
a first link system including a first driving module fixed to a first position of the fixing frame and a first link unit driven by the first driving module;
a second link system including a second driving module fixed to a second position different from the first position of the fixing frame, and a second link unit driven by the second driving module; and
An operation unit connected to the first link system and the second link system and having an end effector connected to an end thereof;
The robot driving system, characterized in that the plane formed by the second link unit is inclined and extended with respect to the plane formed by the first link unit.

According to claim 1,
The first driving module is located at a first height in a vertical direction from the fixed frame,
The second driving module is a robot driving system, characterized in that located at a second height different from the first height in the vertical direction from the fixed frame.

The method of claim 1, wherein the operation unit,
a body portion extending in one direction and to which the end effector is fixed;
Between the end of the first link unit and the body so that the end of the first link unit is rotated in the first direction (X) as a rotation axis and the body is rotated in the second direction (Y) as a rotation axis. A first connection link connected from; and
The distal end of the first link unit and the body are rotated in the first direction (X) with respect to the distal end of the second link unit and rotated in the second direction (Y) with respect to the body. Robot driving system characterized in that it comprises a second connecting link connected between the parts.

According to claim 3,
The second connecting link is a robot driving system, characterized in that located below the first connecting link.

The method of claim 3, wherein the operation unit,
The robot drive system further comprising a third drive module for rotating the body in the third direction (Z) as a rotation axis.

According to claim 1,
The robot drive system, characterized in that each of the first link unit and the second link unit is a 5-bar (bar) link.

The method of claim 6, wherein the first driving module,
a first driving unit for rotating the first bar of the first link unit in a third direction (Z) as a rotation axis;
a second driving unit for rotating the second bar of the first link unit in the third direction (Z) as a rotation axis; and
A robot driving system comprising a third driving unit for rotating the first and second bars in the first direction (X) as a rotation axis.

According to claim 7,
The first driving module further includes a first driving frame in which the first driving unit and the second driving unit are spaced apart from each other in the third direction (Z) and fixed at the same time,
The robot driving system, characterized in that the third driving unit rotates the first driving frame in the first direction (X) as a rotation axis.

According to claim 7,
The first bar extends in one direction from the first driving unit,
The robot driving system, characterized in that the second bar is bent in a direction away from the first bar and extends from the second driving unit.

The method of claim 6, wherein the second driving module,
a fourth driving unit for rotating the sixth bar of the second link unit in a third direction (Z') tilted by a predetermined angle with respect to the third direction (Z) as a rotation axis; and
and a fifth driving unit for rotating the seventh bar of the second link unit in the 3′ direction (Z′) as a rotation axis.

According to claim 10,
The second driving module further includes a second driving frame in which the fourth driving unit and the fifth driving unit are spaced apart from each other in the 3' direction (Z') and fixed at the same time,
The second driving frame is a robot driving system, characterized in that fixed to the fixed frame.

11. The method of claim 10, wherein the second driving module,
a second driving frame in which the fourth driving unit and the fifth driving unit are spaced apart from each other in the third' direction (Z') and fixed at the same time; and
The robot further comprises a sixth driving unit for rotating the second driving frame in the first direction (X) as a rotation axis and rotating the sixth and seventh bars in the first direction (X) as a rotation axis. driving system.

According to claim 10,
The sixth bar extends in one direction from the fourth driving unit,
The seventh bar is bent in a direction away from the sixth bar and extends from the fifth driving unit.

The method of claim 1, wherein the first link unit,
a third bar extending to the operation unit;
a fourth bar rotatably connected to the third bar; and
and a drive limiting unit formed between the third bar and the fourth bar to limit relative rotation of the fourth bar with respect to the third bar.

15. The method of claim 14, wherein the drive limiting unit,
a first guide surface forming a first angle with respect to the extending direction of the third bar and formed toward the inside of the third bar;
a second guide surface formed at a second angle with respect to the extending direction of the third bar and formed toward the inside of the third bar;
a third guide surface extending from the first guide surface toward the second guide surface at a third angle and extending in a curved surface to form a space in which the fourth bar can rotate; and
and a sliding block provided on the fourth bar and moving along the third guide surface only between the first and second guide surfaces as the fourth bar rotates.

The method of claim 1, wherein the end effector,
The robot driving system, characterized in that actively operated by the first and second driving modules, or passively operated by an external force applied by a user.

According to claim 16,
The end effector is provided with a sensor for measuring the external force,
The robot driving system, characterized in that the driving of the first and second driving modules is controlled based on the sensed external force.