KR20240016717A - 수직 다관절 로봇의 손목축 체결 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수직 다관절 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수직 다관절 로봇의 손목축의 내부 체결 구조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수직 다관절 로봇의 손목축 체결 구조는, 각각의 모터에 의해 구동하는 5축 샤프트와 6축 샤프트; 타단이 상기 5축 샤프트와 연결되고 일단이 베벨기어산이 형성되며, 베어링을 매개로 상기 6축 샤프트에 회전 가능하게 지지되는 5축 베벨기어(A); 상기 5축 샤프트의 일단에 상기 5축 베벨기어(A)의 나사산과 치합되어 회전축을 직각 방향으로 변환하고, 5축 감속기의 입력축에 결합되어 제1 너트에 의해 고정되는 5축 베벨기어(B); 상기 6축 샤프트의 선단에는 제2 너트에 의해 고정된 채로 위치되고, 회전축을 직각 방향으로 전환하는 6축 베벨기어(B)의 일단에 형성된 베벨기어산과 치합되는 베벨기어산을 갖는 6축 베벨기어(A); 일단은 베벨기어산이 형성되어 상기 6축 베벨기어(A)와 치합되고, 타단은 평기어산이 형성되는 6축 베벨기어(B); 일단은 베벨기어산이 형성되어 6축 베벨기어(D)와 치합되고, 타단은 평기어산이 형성되어 상기 6축 베벨기어(B)와 치합되는 6축 베벨기어(C); 및 일단은 베벨기어산이 형성되어 상기 6축 베벨기어(C)와 치합되고, 타단은 6축 감속기의 입력축에 제3 너트에 의해 고정되는 6축 베벨기어(D);를 포함하고, 상기 5축 베벨기어(B)와 6축 베벨기어(B)는 상기 6축 샤프트를 기준으로 상하 방향으로 배치되고, 각각의 회전축은 동일 직선 선상에 배치되도록 상기 5축 베벨기어(A)와 5축 베벨기어(B)가 치합되는 위치와 상기 6축 베벨기어(A)와 6축 베벨기어(B)가 치합되는 위치가 결정되는 것을 특징으로 하여 이루어진다.

Description

수직 다관절 로봇의 손목축 체결 구조{MOUNTING STRUCTURE for WRIST SHAFT of VERTICAL ARTICULATED ROBOT}

본 발명은 수직 다관절 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수직 다관절 로봇의 손목축의 내부 체결 구조에 관한 것이다.

일반적으로 모든 산업이 기계화되고 자동화되면서 인간을 대신할 수 있는 기계장치의 필요성을 느끼게 되었다.

따라서 인간의 손, 다리, 머리 기능과 유사한 작용을 하는 자동 기계인 로봇이 탄생하게 되었다.

로봇의 탄생은 인간으로서는 하기 힘든 악조건하에서도 작업이 가능하게 하고, 또한 정밀작업에 적합하여 그 사용영역이 점점 확대되고 있다.

이러한 로봇 시스템 개발에서 기구부의 설계는 크게 두 가지 목적을 가지고 있다.

첫째 시스템의 한 부분으로써 시스템이 요구하는 기능과 성능을 갖추고 시스템의 다른 부분과 조합하여 원하는 목적을 달성하는 것이며, 둘째는 로봇 기구부가 가지고 있어야 할 여러 가지 기계적 특성인 반복성, 정밀도, 진동특성, 유지보수성, 제작단가 등에 있어서 우수한 성능을 가지도록 하는 것이다.

그 이유는 로봇 본체가 시스템의 일부분으로써 충분한 성능을 발휘하여도 로봇 단독적으로 다른 작업에 사용될 수 있기 때문이다.

인간의 팔과 가장 유사한 구조 및 다자유도 동작을 하도록 6축 수직 다관절 로봇이 산업 분야 전반에 이용되고 있다.

수직 다관절 로봇은 베이스가 구비되고, 베이스 상부로 어깨부가 결합되어 결합부위의 회전축을 중심으로 일정범위 상하로 회전한다.

어깨부의 상부측으로는 암이 결합되어 이 역시 결합부위의 회전축을 중심으로 일전범위 상하로 회전한다.

그리고 암의 끝단에는 손목이 결합되어 이 부분에서 작업이 이루어진다.

이때 베이스의 상부에 결합되는 어깨부를 상하로 회전시키는 동력은 베이스의 상부와 어깨부의 하부가 결합되는 위치에 설치되는 2축 구동모터에 의하고, 암을 어깨부에 대해 상하로 회전시키는 동력은 어깨부의 상부와 암의 후단이 결합되는 위치에 설치되는 3축 구동모터에 의한다.

이러한 기본 구조를 갖는 6축 수직 다관절 로봇은 매우 다양한 산업 분야에 이용되고, 그 용도, 크기 및 사용 중량 등에 따라 다양한 형태와 크기로 분류되고 있으며, 정밀도 역시 점점 향상되고 있다.

정확성과 함께 중요한 것은 오류를 발생시키지 않는 것이고, 반복적으로 작동되고 장시간 피로에 의한 오류를 방지하기 위해서 내부 체결 구조 등의 개선 등 지속적으로 연구될 필요성이 있다.

특허문헌 : 대한민국 등록특허 10-1485862 특허문헌 : 대한민국 공개특허 10-2018-0048216 특허문헌 : 대한민국 등록특허 10-2032374 특허문헌 : 대한민국 공개특허 10-2021-0066981

상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는 수직 다관절 로봇의 손목축(5축 및 6축)의 내부 체결 구조를 개선하여 로봇 작동의 오류를 사전에 차단하는 데 있다.

또한, 수직 다관절 로봇의 손목축 내부 설계를 통해 헤드의 크기를 축소하는 것이 가능하도록 하고자 한다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 수직 다관절 로봇의 손목축 체결 구조는, 각각의 모터에 의해 구동하는 5축 샤프트와 6축 샤프트; 타단이 상기 5축 샤프트와 연결되고 일단이 베벨기어산이 형성되며, 베어링을 매개로 상기 6축 샤프트에 회전 가능하게 지지되는 5축 베벨기어(A); 상기 5축 샤프트의 일단에 상기 5축 베벨기어(A)의 나사산과 치합되어 회전축을 직각 방향으로 변환하고, 5축 감속기의 입력축에 결합되어 제1 너트에 의해 고정되는 5축 베벨기어(B); 상기 6축 샤프트의 선단에는 제2 너트에 의해 고정된 채로 위치되고, 회전축을 직각 방향으로 전환하는 6축 베벨기어(B)의 일단에 형성된 베벨기어산과 치합되는 베벨기어산을 갖는 6축 베벨기어(A); 일단은 베벨기어산이 형성되어 상기 6축 베벨기어(A)와 치합되고, 타단은 평기어산이 형성되는 6축 베벨기어(B); 일단은 베벨기어산이 형성되어 6축 베벨기어(D)와 치합되고, 타단은 평기어산이 형성되어 상기 6축 베벨기어(B)와 치합되는 6축 베벨기어(C); 및 일단은 베벨기어산이 형성되어 상기 6축 베벨기어(C)와 치합되고, 타단은 6축 감속기의 입력축에 제3 너트에 의해 고정되는 6축 베벨기어(D);를 포함하고, 상기 5축 베벨기어(B)와 6축 베벨기어(B)는 상기 6축 샤프트를 기준으로 상하 방향으로 배치되고, 각각의 회전축은 동일 직선 선상에 배치되도록 상기 5축 베벨기어(A)와 5축 베벨기어(B)가 치합되는 위치와 상기 6축 베벨기어(A)와 6축 베벨기어(B)가 치합되는 위치가 결정되는 것을 특징으로 하여 이루어진다.

여기서, 상기 제1 너트의 체결면은 경사면을 가지고, 이에 대응하여 체결되도록 상기 5축 베벨기어(A)는 경사홈을 갖고, 상기 경사홈의 반대측에는 상기 5축 감속기와의 사이에 심(shim) 역할을 하는 심 돌기면이 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제2 너트의 체결면은 경사면을 갖고, 이에 대응하여 체결되도록 상기 6축 베벨기어(A)는 경사홈을 갖고, 상기 제3 너트의 체결면은 경사면을 갖고, 이에 대응하여 체결되도록 상기 6축 베벨기어(D)는 경사홈을 갖는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 6축 베벨기어(B)와 6축 베벨기어(C) 각각은 축, 상기 축의 일단에 형성된 베벨기어산 및 타단에 형성된 평기어산를 포함하여 일체의 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

상술한 본 발명의 구성에 따르면, 수직 다관절 로봇의 손목축(5축 및 6축)의 내부 체결 구조를 개선하여 로봇 작동의 오류를 사전에 차단하고, 또한, 수직 다관절 로봇의 손목축 내부 설계를 통해 헤드의 크기를 축소하는 것이 가능하다.

또한, 손목축의 내부 체결 구조의 설계 및 부품의 일체화를 통해 장시간 작동 피로에 의한 나사 풀림 방지 및 백래쉬 현상을 사전에 차단하여 종국적으로 로봇의 출력 오류를 제로화에 가깝게 설계할 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 6축 수직 다관절 로봇의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 6축 수직 다관절 로봇의 5축 및 6축(손목축)의 내부 구조도이다.
도 3은 본 발명의 수직 다관절 로봇의 5축과 6축의 기어 치합 배치 구조도이다.
도 4은 본 발명의 수직 다관절 로봇의 5축의 5축 베벨기어(A)의 고정 구조이다.
도 5는 본 발명의 수직 다관절 로봇의 6축의 5축 베벨기어(A)의 고정 구조이다.
도 6은 본 발명의 수직 다관절 로봇의 6축의 5축 베벨기어(D)의 고정 구조이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 다관절 로봇의 6축 부분의 베벨기어 쌍의 구조를 보인 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 수직 다관절 로봇의 손목축 체결 구조 및 작용 효과를 살펴본다.

첨부 도면에 도시된 특정 실시예에 대한 상세한 설명은, 그에 수반하는 도면들과 연관하여 읽히게 되며, 도면은 전체 발명의 설명에 대한 일부로 간주된다. 방향이나 지향성에 대한 언급은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 어떠한 방식으로도 본 발명의 권리범위를 제한하는 의도를 갖지 않는다.

구체적으로, "아래, 위, 수평, 수직, 상측, 하측, 상향, 하향, 상부, 하부" 등의 위치를 나타내는 용어나, 이들의 파생어(예를 들어, "수평으로, 아래쪽으로, 위쪽으로" 등)는, 설명되고 있는 도면과 관련 설명을 모두 참조하여 이해되어야 한다. 특히, 이러한 상대어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐이므로, 본 발명의 장치가 특정 방향으로 구성되거나 동작해야 함을 요구하지는 않는다.

또한, "장착된, 부착된, 연결된, 이어진, 상호 연결된" 등의 구성 간의 상호 결합 관계를 나타내는 용어는, 별도의 언급이 없는 한, 개별 구성들이 직접적 혹은 간접적으로 부착 혹은 연결되거나 고정된 상태를 의미할 수 있고, 이는 이동 가능하게 부착, 연결, 고정된 상태뿐만 아니라, 이동 불가능한 상태까지 아우르는 용어로 이해되어야 한다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 6축 수직 다관절 로봇의 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 수직 다관절 로봇(10)은 일반적으로 로봇 암 또는 매니플레이트(manipulate)라고도 불린다.

수직 다관절 로봇(10)은 제1 축(Axis 1)의 주위로 선회하는 베이스(1)를 갖는다.

베이스(1)는 수평면에 직교하는 수직축(vertical axis)인 제1 축(Axis 1)의 주위에 회전하는 제1 관절을 갖는 회전체(2)가 장착될 수 있다.

「관절」은 관절의 운동을 야기하는 모터 및 감속기 등의 전기 기계 요소 및 관절의 회전각도(관절변수)를 검출하는 센서를 포함할 수 있다.

수직 다관절 로봇(10)은 베이스(1)에 접속되어 수평면에 평행한 제2 축(Axis 2)의 주위로 회전하는 제2 관절(3)과, 제2 관절(3)에 접속되어 제2 축(Axis 2)의 주위로 회전하는 제1 암(4)과, 제1 암(4)에 접속되어 제2 축(Axis 2)에 평행한 제3 축(Axis 3)의 주위로 회전하는 제3 관절(5)과, 제3 관절(5)에 접속되어 제3 축(Axis 3)의 주위로 회전하는 제2 암(6)을 갖는다.

제2 암(6)은 제3 축(Axis 3)에 직교하는 제4 축(Axis 4)의 주위로 회전하는 제4 관절(7)과, 제4 축(Axis 4)에 직교하는 제5 축(Axis 5)의 주위로 회전하는 제 5 관절(8)과, 제5 축(Axis 5)에 직교하는 제6 축(Axis 6)의 주위로 회전하는 제6 관절(9)을 갖는다.

제6 관절(9)의 선단에는 엔드 이팩터가 부착된다.

본 발명의 개시에 있어서, 제5 관절(8)과 제6 관절(9)은 수직 다관절 로봇의 손목축 구조를 이루고 있고, 이때 손목축의 구조와 동작 원리를 좀 더 상세하게 이하에서 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 6축 수직 다관절 로봇의 5축 및 6축(손목축)의 내부 구조도이다.

본 발명에 따른 6축 수직 다관절 로봇의 5축과 6축은 손목축을 구성한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 손목축은 4축 바디(33, 도 1의 도면 기호 6(중공 원통형상의 암))에 연결되는 5축 바디(34)와, 5축 바디(34)의 일측단에 연결되는 5축 커버(36)와, 5축 바디(34)의 타측단에 연결되는 6축 바디(37) 및 6축 커버(38)가 외관을 이룰 수 있다.

모터(미도시)에 연결되는 5축 샤프트(25)에는 타단이 5축 샤프트(25)와 연결되고 일단이 베벨기어산이 형성된 5축 베벨기어(A)(23)가 베어링(15, 26)을 매개로 6축 샤프트(32)에 회전 가능하게 지지된다.

6축 샤프트(32)는 중심에서 모터(미도시)에 회전 가능하게 위치된다.

5축 샤프트(25)는 모터(미도시)에 회전 가능하게 위치되고, 일단에 5축 베벨기어(A)(23)가 연결되며, 5축 베벨기어(A)(23)의 나사산과 치합되어 회전축을 직각 방향으로 변환하는 5축 베벨기어(B)(24)가 마련된다.

5축 베벨기어(B)(24)는 5축 감속기(11)의 입력축에 결합되어 너트(20b)에 의해 고정된다.

6축 샤프트(32)의 선단에는 6축 베벨기어(A)(27)가 너트(20a)에 고정된 채로 위치되고, 6축 베벨기어(A)(27)의 베벨기어산은 회전축을 직각 방향으로 전환하는 6축 베벨기어(B)(28)의 일단에 형성된 베벨기어산과 치합된다.

6축 베벨기어(B)(28)는 베어링 하우징(39a) 내에서 베어링(19)에 의해 회전 가능하도록 지지된다.

6축 베벨기어(B)(28)의 타단에는 평기어산이 형성되고, 평기어산과 치합되는 평기어산을 갖는 6축 베벨기어(C)(29)와 치합된다.

6축 베벨기어(C)(29)의 타단은 베벨기어산이 형성되고, 베벨기어산과 치합되어 회전축을 직각 방향으로 전환하는 베벨기어산을 갖는 6축 베벨기어(D)(30)와 치합되어 회전된다.

6축 베벨기어(C)(29)는 베어링 하우징(39b) 내에서 베어링(18)에 의해 회전 가능하도록 지지된다.

6축 베벨기어(D)(30)는 6축 감속기(12)의 입력축에 결합되어 너트(20c)에 의해 고정된다.

6축 감속기(12)의 출력측에는 엔드 이펙터가 고정될 수 있다.

미설명 부호 13, 14, 17, 22는 베어링이고, 21는 5축 베벨기어(A)를 측면에서 고정하는 조임너트이고, 35는 5축 베벨기어(A)를 외주측에서 회전 가능하도록 지지하는 5축 홀더(35)이다.

도 3은 본 발명의 수직 다관절 로봇의 5축과 6축의 기어 치합 배치 구조도이다.

도 3를 참조하면, 5축 베벨기어(A)(23)는 5축 베벨기어(B)(24)와 베벨기어산 끼리 치합되어 회전 중심축을 직각 방향으로 변환시키고, 6축 샤프트(32)의 선단에 체결된 6축 베벨기어(A)(27)는 6축 베벨기어(B)(28)와 베벨기어산끼리 치합되어 회전 중심축을 직각 방향으로 변환시킨다.

5축 베벨기어(B)(24)와 6축 베벨기어(B)(28)는 6축 샤프트(32)를 기준으로 상하 방향으로 배치되고, 각각의 회전축은 동일 직선 선상에 배치되도록 구현될 수 있다.

5축 베벨기어(B)(24)와 6축 베벨기어(B)(28)의 회전축을 동일 직선 선상에 배치시키는 것은 중심 회전축과 6축 베벨기어(D)(30)의 회전축을 동일 선상에 위치시키는 것과 마찬가지로 서로 다른 대상물의 회전 균형을 맞추기 위함이고, 또한 수직 다관절 로봇의 헤드의 크기를 불필요하게 크게 하지 않도록 하기 위함이다.

5축 베벨기어(B)(24)와 6축 베벨기어(B)(28)의 회전축이 서로 다르다면, 그 회전축 간의 차이만큼 헤드의 크기는 더 길어질 수 밖에 없다.

이를 위해서, 본 발명에서는 5축 베벨기어(B)(24)를 6축 베벨기어(B)(28) 보다 전단 방향으로 돌출된 구조에서, 중심축을 기준으로 각각의 기어들이 치합되는 위치(g1, g2)에서 정확하게 치합되도록 d1(6축 베벨기어(B)(28)의 회전축과 치합된 부분과의 거리)과 d2(5축 베벨기어(B)(24)의 회전축과 치합된 부분과의 거리)를 정확하게 설정하여 결정할 수 있다.

도 4은 본 발명의 수직 다관절 로봇의 5축의 5축 베벨기어(A)의 고정 구조이고, 도 5는 본 발명의 수직 다관절 로봇의 6축의 5축 베벨기어(A)의 고정 구조이고, 도 6은 본 발명의 수직 다관절 로봇의 6축의 5축 베벨기어(D)의 고정 구조이다.

도 4 내지 도 6은 반복적인 회전 작동에 따른 일련의 오류를 방지하기 위한 기어와 너트의 체결 구조를 개선한 예시들이다.

기어를 고정하는 너트는 반복적인 회전 운동과 장시간의 사용에 따른 피로에 의해 나사 풀림이 발생하고, 백래쉬(backlash) 현상이 발생되는 문제가 있으며, 이러한 작은 변형에 따라 로봇의 오동작이 발생을 야기시킬 수 있다.

도 4를 참조하면, 5축 베벨기어(A)(24)와 5축 감속기(11)의 입력축과의 체결도를 보여준다.

5축 베벨기어(A)(24)는 5축 감속기(11)의 입력축과 체결되고, 너트(20b)에 의해 고정된다.

너트(20b)의 체결면은 경사면을 가지고 있고, 이에 맞도록 5축 베벨기어(A)(24)는 경사홈(117)을 갖는다.

경사홈(117)에 의해 너트(20b)가 5축 베벨기어(A)(24)를 5축 감속기(11)의 입력축에 고정될 때 경사면과 경사홈(117)에 의해 체결 강도 및 압박이 높아지게 함으로써, 너트의 풀림 방지를 최소화하는 것이 가능하다.

또한, 경사홈(117)의 반대측(5축 베벨기어(A)(24)의 선단부)에는 5축 감속기(11)와의 사이에 심(shim) 역할을 하는 심 돌기면(115)이 형성되고, 돌기면(115)에 의해 체결력 강도가 높아져 5축 베벨기어(A)(24)의 양단에서의 체결력을 더욱 강화시킬 수 있다.

도 5를 참조하면, 6축 베벨기어(A)(27)와 5축 샤프트(32)와의 체결도를 보여준다.

6축 베벨기어(A)(27)는 5축 샤프트(32)와 체결되고, 너트(20a)에 의해 고정된다.

너트(20a)의 체결면은 경사면을 가지고 있고, 이에 맞도록 6축 베벨기어(A)(27)는 경사홈(111)을 갖는다.

경사홈(111)에 의해 너트(20a)가 6축 베벨기어(A)(27)를 5축 샤프트(32)에 고정시킬 때 경사면과 경사홈(111)에 의해 체결 강도 및 압박이 높아지게 함으로써, 너트의 풀림 방지를 최소화하는 것이 가능하다.

도 6를 참조하면, 6축 베벨기어(D)(30)와 6축 감속기(12)의 입력축과의 체결도를 보여준다.

6축 베벨기어(D)(30)는 6축 감속기(12)의 입력축과 체결되고, 너트(20c)에 의해 고정된다.

너트(20c)의 체결면은 경사면을 갖고, 이에 맞게 체결되도록 6축 베벨기어(D)(30)는 경사홈(121)을 갖는다.

경사홈(121)에 의해 너트(20c)가 6축 베벨기어(D)(30)를 6축 감속기(12)의 입력축에 고정될 때 경사면과 경사홈(121)에 의해 체결 강도 및 압박이 높아지게 함으로써, 너트의 풀림 방지를 최소화하는 것이 가능하다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 다관절 로봇의 6축 부분의 베벨기어 쌍의 구조를 보인 도면이다.

6축 베벨기어(B)(28)와 6축 베벨기어(C)(29) 각각은 축(28a, 29a), 축(28a, 29a)의 일단에 형성된 베벨기어산(28b, 29b), 및 타단에 형성된 평기어산(28c, 29c)를 포함하여 일체로 형성된 구조를 갖는다.

도 2 및 도 7를 참조하면, 6축 베벨기어(B)(28)는 일단에서 6축 베벨기어(A)와 베벨기어산끼리 치합되고 타단에서 6축 베벨기어(C)(29)의 일단에서 평기어끼리 치합되고, 6축 베벨기어(C)(29)의 타단은 6축 베벨기어(D)(30)와 베벨기어산끼리 치합되는 구조를 갖는다.

본 발명의 6축 베벨기어(B)(28)와 6축 베벨기어(C)(29) 각각은 일단은 베벨기어산이 형성되고, 타단은 평기어산이 형성되는 구조를 갖으며, 일체로 형성된다.

양단에서 베벨기어와 평기어를 갖지만, 하나의 일체로 형성시킴으로써 베벨기어와 평기어를 체결한 구조에 비해 백래쉬 현상을 감소시킬 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 수직 다관절 로봇의 손목축(5축과 6축)의 내부 구조는 기어들의 체결력 강화를 통해 풀림 방지와 백래쉬 현상을 감소시키고, 5축 및 6축 베벨기어 배치에 따라 로봇의 헤드 크기를 축소하는 것이 가능하고, 5축에 의한 6축의 구부림 동작을 가능하게 하는 베벨기어와 평기어 쌍으로 구성된 기어를 하나의 일체물로 형성함으로써 백래쉬 및 풀림 현상으로부터 발생되는 로봇의 작동 오류를 최소화하는 것이 가능하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면을 기초로 설명하였지만, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러나 그와 같은 단순한 수정 및 변형은 본 발명의 권리 범위에 벗어날 수 없음이 명백하다.

10 : 너트 11 : 바디
12 : 웨지(wedge)부 12a : 경사면
13 : 암나사부 14 : 볼트
15 : 고정 물체 16 : 볼트 홀
17 : 간격

Claims (4)

1. 각각의 모터에 의해 구동하는 5축 샤프트와 6축 샤프트;
   타단이 상기 5축 샤프트와 연결되고 일단이 베벨기어산이 형성되며, 베어링을 매개로 상기 6축 샤프트에 회전 가능하게 지지되는 5축 베벨기어(A);
   상기 5축 샤프트의 일단에 상기 5축 베벨기어(A)의 나사산과 치합되어 회전축을 직각 방향으로 변환하고, 5축 감속기의 입력축에 결합되어 제1 너트에 의해 고정되는 5축 베벨기어(B);
   상기 6축 샤프트의 선단에는 제2 너트에 의해 고정된 채로 위치되고, 회전축을 직각 방향으로 전환하는 6축 베벨기어(B)의 일단에 형성된 베벨기어산과 치합되는 베벨기어산을 갖는 6축 베벨기어(A);
   일단은 베벨기어산이 형성되어 상기 6축 베벨기어(A)와 치합되고, 타단은 평기어산이 형성되는 6축 베벨기어(B);
   일단은 베벨기어산이 형성되어 6축 베벨기어(D)와 치합되고, 타단은 평기어산이 형성되어 상기 6축 베벨기어(B)와 치합되는 6축 베벨기어(C); 및
   일단은 베벨기어산이 형성되어 상기 6축 베벨기어(C)와 치합되고, 타단은 6축 감속기의 입력축에 제3 너트에 의해 고정되는 6축 베벨기어(D);를 포함하고,
   상기 5축 베벨기어(B)와 6축 베벨기어(B)는 상기 6축 샤프트를 기준으로 상하 방향으로 배치되고, 각각의 회전축은 동일 직선 선상에 배치되도록 상기 5축 베벨기어(A)와 5축 베벨기어(B)가 치합되는 위치와 상기 6축 베벨기어(A)와 6축 베벨기어(B)가 치합되는 위치가 결정되는, 수직 다관절 로봇의 손목축 체결 구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 너트의 체결면은 경사면을 가지고, 이에 대응하여 체결되도록 상기 5축 베벨기어(A)는 경사홈을 갖고,
   상기 경사홈의 반대측에는 상기 5축 감속기와의 사이에 심(shim) 역할을 하는 심 돌기면이 형성되는, 수직 다관절 로봇의 손목축 체결 구조.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제2 너트의 체결면은 경사면을 갖고, 이에 대응하여 체결되도록 상기 6축 베벨기어(A)는 경사홈을 갖고,
   상기 제3 너트의 체결면은 경사면을 갖고, 이에 대응하여 체결되도록 상기 6축 베벨기어(D)는 경사홈을 갖는, 수직 다관절 로봇의 손목축 체결 구조.
4. 제2항에 있어서,
   상기 6축 베벨기어(B)와 6축 베벨기어(C) 각각은 축, 상기 축의 일단에 형성된 베벨기어산 및 타단에 형성된 평기어산를 포함하여 일체의 구조로 형성된, 수직 다관절 로봇의 손목축 체결 구조.

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