KR20240028238A - Vertical articulated robot capable of varying speed and torque of end-effector - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엔드 이펙터의 가변 속도 및 가변 토크 제어가 가능한 수직 다관절 로봇에 관한 것이다.
본 발명에 따른 엔드 이펙터의 속도 및 토크 가변이 가능한 수직 다관절 로봇은, 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 제1 이중 평기어가 형성되는 6축 베벨기어(B); 일단은 베벨기어산이 형성되어 6축 베벨기어(D)와 치합되고, 타단은 제2 이중 평기어가 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 제1 이중 평기어는 상하(또는 좌우) 방향으로 서로 다른 기어비를 갖는 제1 및 제2 가변 평기어를 포함하고, 상기 제2 이중 평기어는 상하(또는 좌우) 방향으로 서로 다른 기어비를 갖는 제3 및 제4 가변 평기어를 포함하고, 상기 제1 이중 평기어의 일단에는 무빙 커플러가 연동되어 회전되도록 연결되고, 상기 무빙 커플러의 외주연에는 상기 원형 랙기어가 치합되고, 상기 원형 랙기어의 중심에는 피니언이 체결되고, 상기 피니언의 선단에는 스텝 모터가 연결되는 것을 특징으로 하여 이루어질 수 있다.The present invention relates to a vertical articulated robot capable of variable speed and variable torque control of the end effector.
The vertical articulated robot capable of variable speed and torque of the end effector according to the present invention includes a 5-axis shaft and a 6-axis shaft driven by respective motors; A 5-axis bevel gear (A) whose other end is connected to the 5-axis shaft and one end of which is formed as a bevel gear mountain, and which is rotatably supported on the 6-axis shaft via a bearing; A 5-axis bevel gear (B) meshed with the thread of the 5-axis bevel gear (A) at one end of the 5-axis shaft to convert the rotation axis to a right angle, and coupled to the input shaft of the 5-axis reducer and fixed by a first nut. ; A 6-axis bevel gear is positioned at the tip of the 6-axis shaft while being fixed by a second nut and has a bevel gear mount that meshes with a bevel gear mount formed at one end of the 6-axis bevel gear (B) that switches the rotation axis in the right angle direction. (A); At one end, a bevel gear mountain is formed and meshed with the 6-axis bevel gear (A), and at the other end, a 6-axis bevel gear (B) is formed with a first double spur gear; At one end, a bevel gear mountain is formed and meshed with the 6-axis bevel gear (D), and at the other end, a second double spur gear is formed and meshed with the 6-axis bevel gear (B), a 6-axis bevel gear (C); And a 6-axis bevel gear (D), one end of which is formed with a bevel gear mountain and meshed with the 6-axis bevel gear (C), and the other end of which is fixed to the input shaft of the 6-axis reducer by a third nut. The double spur gear includes first and second variable spur gears having different gear ratios in the up and down (or left and right) directions, and the second double spur gear includes third and second variable spur gears having different gear ratios in the up and down (or left and right) directions. It includes a fourth variable spur gear, and a moving coupler is connected to one end of the first double spur gear so as to rotate, the circular rack gear is engaged with the outer periphery of the moving coupler, and the circular rack gear is at the center of the circular rack gear. The pinion may be fastened, and a step motor may be connected to the tip of the pinion.
Description
본 발명은 수직 다관절 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엔드 이펙터의 가변 속도 및 가변 토크 제어가 가능한 수직 다관절 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a vertical articulated robot, and more specifically, to a vertical articulated robot capable of variable speed and variable torque control of an end effector.
일반적으로 모든 산업이 기계화되고 자동화되면서 인간을 대신할 수 있는 기계장치의 필요성을 느끼게 되었다.In general, as all industries became mechanized and automated, the need for mechanical devices that could replace humans came to be felt.
따라서 인간의 손, 다리, 머리 기능과 유사한 작용을 하는 자동 기계인 로봇이 탄생하게 되었다.Therefore, robots, automatic machines that perform functions similar to human hand, leg, and head functions, were born.
로봇의 탄생은 인간으로서는 하기 힘든 악조건하에서도 작업이 가능하게 하고, 또한 정밀작업에 적합하여 그 사용영역이 점점 확대되고 있다.The birth of robots makes it possible to work under adverse conditions that are difficult for humans to do, and they are also suitable for precision work, so their use area is gradually expanding.
이러한 로봇 시스템 개발에서 기구부의 설계는 크게 두 가지 목적을 가지고 있다.In the development of such robot systems, the design of the mechanism has two main purposes.
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.First, as a part of the system, it has the functions and performance required by the system and achieves the desired purpose by combining it with other parts of the system, and second, it has various mechanical characteristics that the robot mechanism must have, such as repeatability, precision, vibration characteristics, and maintenance. The goal is to have excellent performance in terms of maintainability, production cost, etc.
그 이유는 로봇 본체가 시스템의 일부분으로써 충분한 성능을 발휘하여도 로봇 단독적으로 다른 작업에 사용될 수 있기 때문이다.This is because even if the robot body demonstrates sufficient performance as part of the system, the robot can be used independently for other tasks.
인간의 팔과 가장 유사한 구조 및 다자유도 동작을 하도록 6축 수직 다관절 로봇이 산업 분야 전반에 이용되고 있다.Six-axis vertical articulated robots are being used across industrial fields to have a structure and multiple degrees of freedom movement most similar to a human arm.
수직 다관절 로봇은 베이스가 구비되고, 베이스 상부로 어깨부가 결합되어 결합부위의 회전축을 중심으로 일정범위 상하로 회전한다.The vertical articulated robot is equipped with a base, and the shoulder part is coupled to the upper part of the base and rotates up and down within a certain range around the rotation axis of the coupling part.
어깨부의 상부측으로는 암이 결합되어 이 역시 결합부위의 회전축을 중심으로 일전범위 상하로 회전한다.An arm is coupled to the upper part of the shoulder, and it also rotates up and down in the full range of motion around the rotation axis of the coupling portion.
그리고 암의 끝단에는 손목이 결합되어 이 부분에서 작업이 이루어진다.And the wrist is attached to the end of the arm and work is done in this part.
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.At this time, the power to rotate the shoulder unit connected to the upper part of the base up and down is generated by a two-axis drive motor installed at the location where the upper part of the base and the lower part of the shoulder unit are connected, and the power to rotate the arm up and down with respect to the shoulder unit is provided by the shoulder unit. It is powered by a 3-axis drive motor installed at the location where the upper part and the rear end of the arm are joined.
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.Six-axis vertical articulated robots with this basic structure are used in a wide variety of industrial fields, and are classified into various shapes and sizes depending on their purpose, size, and weight, and their precision is also gradually improving.
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.In addition to accuracy, what is important is not to cause errors. In order to operate repeatedly and prevent errors due to fatigue over a long period of time, there is a need for continuous research, such as improvement of the internal fastening structure.
특히, 목적 대상물이 큰 중량물인 경우 핸들링하거나 안전한 곳으로 이동이 필요하고, 이에 따라 매우 큰 힘이 필요한 경우 토크의 큰 증폭을 위해 출력측에 높은 감속비를 가진 감속기를 적용하는 방법이 적용될 수 있으나, 경우에 따라서는 큰 중량물을 핸들링 하지 않으면서 고속을 요구하는 경우가 발생할 수 있다. In particular, if the target object is a large heavy object that needs to be handled or moved to a safe place, and thus requires a very large force, a method of applying a reducer with a high reduction ratio on the output side to greatly amplify the torque may be applied. Depending on the situation, there may be cases where high speed is required without handling large heavy objects.
이때에 따라 감속비를 변경함으로써 속도, 토크를 변경할 수 있다면 활용도가 매우 높아질 것이다.If the speed and torque can be changed by changing the reduction ratio accordingly, the usability will be greatly increased.
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는 수직 다관절 로봇의 엔드 이펙터의 가변 속도 및 가변 토크를 제어하는 데 있다.The object of the present invention to solve the above-described conventional problems is to control the variable speed and variable torque of the end effector of the vertical articulated robot.
또한, 높은 감속비를 갖는 감속기를 사용하여 큰 중량물의 핸들링이 가능하게 하는 한편, 속도 및 토크를 변경하여 큰 중량물을 핸들링 하지 않으면서 고속으로 운전이 가능한 수직 다관절 로봇을 제공하는 데 있다.In addition, the aim is to provide a vertical articulated robot that enables handling of large heavy objects by using a reducer with a high reduction ratio, and can operate at high speeds without handling large heavy objects by changing speed and torque.
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.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 엔드 이펙터의 속도 및 토크 가변이 가능한 수직 다관절 로봇은, 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 제1 이중 평기어가 형성되는 6축 베벨기어(B); 일단은 베벨기어산이 형성되어 6축 베벨기어(D)와 치합되고, 타단은 제2 이중 평기어가 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 제1 이중 평기어는 상하(또는 좌우) 방향으로 서로 다른 기어비를 갖는 제1 및 제2 가변 평기어를 포함하고, 상기 제2 이중 평기어는 상하(또는 좌우) 방향으로 서로 다른 기어비를 갖는 제3 및 제4 가변 평기어를 포함하고, 상기 제1 이중 평기어의 일단에는 무빙 커플러가 연동되어 회전되도록 연결되고, 상기 무빙 커플러의 외주연에는 상기 원형 랙기어가 치합되고, 상기 원형 랙기어의 중심에는 피니언이 체결되고, 상기 피니언의 선단에는 스텝 모터가 연결되는 것을 특징으로 하여 이루어질 수 있다.A vertical articulated robot capable of variable speed and torque of an end effector according to the present invention to solve the above-described problems includes a 5-axis shaft and a 6-axis shaft driven by respective motors; A 5-axis bevel gear (A) whose other end is connected to the 5-axis shaft and one end of which is formed as a bevel gear mountain, and which is rotatably supported on the 6-axis shaft via a bearing; A 5-axis bevel gear (B) meshed with the thread of the 5-axis bevel gear (A) at one end of the 5-axis shaft to convert the rotation axis to a right angle, and coupled to the input shaft of the 5-axis reducer and fixed by a first nut. ; A 6-axis bevel gear is located at the tip of the 6-axis shaft while being fixed by a second nut and has a bevel gear mount that meshes with a bevel gear mount formed at one end of the 6-axis bevel gear (B) that switches the rotation axis in the right angle direction. (A); At one end, a bevel gear mountain is formed and meshed with the 6-axis bevel gear (A), and at the other end, a 6-axis bevel gear (B) is formed with a first double spur gear; At one end, a bevel gear mountain is formed and meshed with the 6-axis bevel gear (D), and at the other end, a second double spur gear is formed and meshed with the 6-axis bevel gear (B), a 6-axis bevel gear (C); And a 6-axis bevel gear (D), one end of which is formed with a bevel gear mountain and meshed with the 6-axis bevel gear (C), and the other end of which is fixed to the input shaft of the 6-axis reducer by a third nut. The double spur gear includes first and second variable spur gears having different gear ratios in the up and down (or left and right) directions, and the second double spur gear includes third and second variable spur gears having different gear ratios in the up and down (or left and right) directions. It includes a fourth variable spur gear, and a moving coupler is connected to one end of the first double spur gear so as to rotate, the circular rack gear is engaged with the outer periphery of the moving coupler, and the circular rack gear is at the center of the circular rack gear. The pinion may be fastened, and a step motor may be connected to the tip of the pinion.
여기서, 상기 제1 가변 평기어는 상기 제3 가변 평기어에 치합되는 기어비와 기어 외경을 가지고, 상기 제2 가변 평기어는 상기 제4 가변 평기어에 치합되는 기어비와 기어 외경을 갖는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the first variable spur gear has a gear ratio and gear outer diameter meshed with the third variable spur gear, and the second variable spur gear has a gear ratio and gear outer diameter meshed with the fourth variable spur gear. .
여기서, 상기 스텝 모터의 구동에 따라 상기 피니언이 회전하면서 연동되어 상기 원형 랙기어가 회전하고, 상기 원형 랙기어에 치합된 상기 무빙 커플러가 직선 방향으로 상하(또는 좌우) 이동하고, 상기 무빙 커플러의 직동 이동에 따라 이에 연동된 상기 제1 이중 평기어의 상하(또는 좌우) 직선 이동에 의해 기어 변속되어 속도의 가변 및 토크의 가변을 구현할 수 있다. Here, as the step motor is driven, the pinion rotates and interlocks to rotate the circular rack gear, the moving coupler engaged with the circular rack moves up and down (or left and right) in a straight line, and the moving coupler According to the direct movement, the gear is shifted by the up and down (or left and right) linear movement of the first double spur gear linked thereto, thereby realizing variable speed and torque.
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. Here, the fastening surface of the first nut has an inclined surface, the 5-axis bevel gear (A) has an inclined groove to be fastened correspondingly, and a shim (shim) is provided on the opposite side of the inclined groove between the 5-axis reducer and the 5-axis reducer. ) It is desirable for a core protruding surface to be formed to play a role.
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.Here, the fastening surface of the second nut has an inclined surface and the six-axis bevel gear (A) has an inclined groove so as to be fastened correspondingly, and the fastening surface of the third nut has an inclined surface and is fastened correspondingly. The 6-axis bevel gear (D) preferably has an inclined groove.
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.Here, each of the 6-axis bevel gear (B) and the 6-axis bevel gear (C) is preferably formed as an integrated structure including a shaft, a bevel gear mount formed at one end of the shaft, and a spur gear mount formed at the other end.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 수직 다관절 로봇의 엔드 이펙터의 가변 속도 및 가변 토크를 제어할 수 있다.According to the configuration of the present invention described above, it is possible to control the variable speed and variable torque of the end effector of the vertical articulated robot.
또한, 높은 감속비를 갖는 감속기를 사용하여 큰 중량물의 핸들링이 가능하게 하는 한편, 속도 및 토크를 변경하여 큰 중량물을 핸들링 하지 않으면서 고속으로 운전이 가능한 수직 다관절 로봇을 제공할 수 있다.In addition, by using a reducer with a high reduction ratio, it is possible to handle large heavy objects, and by changing the speed and torque, it is possible to provide a vertical articulated robot that can operate at high speed without handling large heavy objects.
다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above effects, and may be expanded in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention.
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 기어 변속 구조를 보인 도면이다.Figure 1 is a perspective view of a 6-axis vertical articulated robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an internal structural diagram of the 5th and 6th axes (wrist axis) of a 6-axis vertical articulated robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a structural diagram of the gear meshing arrangement of the 5th and 6th axes of the vertical articulated robot of the present invention.
Figure 4 shows the fixing structure of the 5-axis bevel gear (A) of the vertical articulated robot of the present invention.
Figure 5 shows the fixing structure of the 6-axis 5-axis bevel gear (A) of the vertical articulated robot of the present invention.
Figure 6 shows the fixing structure of the 6-axis 5-axis bevel gear (D) of the vertical articulated robot of the present invention.
Figure 7 is a diagram showing the gear shifting structure of the 6-axis portion of the vertical articulated robot according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 엔드 이펙터의 속도 및 토크 가변이 가능한 수직 다관절 로봇의 구조 및 작용 효과를 살펴본다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, the structure and operational effects of the vertical articulated robot capable of variable speed and torque of the end effector according to the present invention will be examined.
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. The detailed description of specific embodiments shown in the accompanying drawings is to be read in conjunction with the accompanying drawings, which are regarded as part of the overall description of the invention. References to direction or orientation are only for convenience of explanation and are not intended to limit the scope of the present invention in any way.
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. Specifically, terms indicating position such as "below, above, horizontal, vertical, top, bottom, upward, downward, upper, lower," or their derivatives (e.g., "horizontally, downward, upward") etc.) should be understood with reference to both the drawings being explained and the related description. In particular, these relative terms are only for convenience of explanation and do not require that the device of the present invention be configured or operated in a specific direction.
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.In addition, terms indicating the interconnection relationship between components, such as "mounted, attached, connected, connected, interconnected," refer to the state in which individual components are directly or indirectly attached, connected, or fixed, unless otherwise specified. It can mean, and this should be understood as a term that encompasses not only a movably attached, connected, or fixed state, but also an immovable state.
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.When adding reference numerals to components in each drawing, it should be noted that identical components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 6축 수직 다관절 로봇의 사시도이다.Figure 1 is a perspective view of a 6-axis vertical articulated robot according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 수직 다관절 로봇(10)은 일반적으로 로봇 암 또는 매니플레이트(manipulate)라고도 불린다.As shown in FIG. 1, the vertical articulated
수직 다관절 로봇(10)은 제1 축(Axis 1)의 주위로 선회하는 베이스(1)를 갖는다. The vertical articulated
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. The
「관절」은 관절의 운동을 야기하는 모터 및 감속기 등의 전기 기계 요소 및 관절의 회전각도(관절변수)를 검출하는 센서를 포함할 수 있다.“Joints” may include electromechanical elements such as motors and reducers that cause movement of the joints, and sensors that detect the rotation angle of the joint (joint variable).
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.The vertical articulated
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. The
제6 관절(9)의 선단에는 엔드 이팩터가 부착된다.An end effector is attached to the tip of the sixth joint (9).
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.In the disclosure of the present invention, the fifth joint 8 and the sixth joint 9 form the wrist axis structure of a vertical multi-joint robot, and the structure and operating principle of the wrist axis will be described in more detail below.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 6축 수직 다관절 로봇의 5축 및 6축(손목축)의 내부 구조도이다.Figure 2 is an internal structural diagram of the 5th and 6th axes (wrist axis) of a 6-axis vertical articulated robot according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 6축 수직 다관절 로봇의 5축과 6축은 손목축을 구성한다.The 5th and 6th axes of the 6-axis vertical articulated robot according to the present invention constitute the wrist axis.
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.As shown in FIG. 2, the wrist axis is connected to a 5-
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.The 5-
6축 샤프트(32)는 중심에서 모터(미도시)에 회전 가능하게 위치된다.The six-
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.The 5-
5축 베벨기어(B)(24)는 5축 감속기(11)의 입력축에 결합되어 너트(20b)에 의해 고정된다.The 5-axis bevel gear (B) (24) is coupled to the input shaft of the 5-axis reducer (11) and fixed by a nut (20b).
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.A 6-axis bevel gear (A) (27) is located at the tip of the 6-axis shaft (32) while being fixed to the nut (20a), and the bevel gear mountain of the 6-axis bevel gear (A) (27) is positioned at a right angle to the rotation axis. It meshes with the bevel gear mountain formed at one end of the switching 6-axis bevel gear (B) (28).
6축 베벨기어(B)(28)는 베어링 하우징(39a) 내에서 베어링(19)에 의해 회전 가능하도록 지지된다.The 6-axis bevel gear (B) (28) is rotatably supported by a bearing (19) within the bearing housing (39a).
6축 베벨기어(B)(28)의 타단에는 제1 이중 평기어(28c)가 형성되고, 평기어산과 치합되는 제2 이중 평기어(29c)를 갖는 6축 베벨기어(C)(29)와 치합된다.A first double spur gear (28c) is formed at the other end of the 6-axis bevel gear (B) (28), and a 6-axis bevel gear (C) (29) having a second double spur gear (29c) meshed with the spur gear mountain. It meshes with.
6축 베벨기어(C)(29)의 타단은 베벨기어산이 형성되고, 베벨기어산과 치합되어 회전축을 직각 방향으로 전환하는 베벨기어산을 갖는 6축 베벨기어(D)(30)와 치합되어 회전된다.The other end of the 6-axis bevel gear (C) (29) is formed with a bevel gear mountain, and meshes with the 6-axis bevel gear (D) (30), which has a bevel gear mountain that meshes with the bevel gear mountain to change the rotation axis to the right angle direction and rotates. do.
6축 베벨기어(C)(29)는 베어링 하우징(39b) 내에서 베어링(18)에 의해 회전 가능하도록 지지된다.The 6-axis bevel gear (C) (29) is rotatably supported by a bearing (18) within the bearing housing (39b).
6축 베벨기어(D)(30)는 6축 감속기(12)의 입력축에 결합되어 너트(20c)에 의해 고정된다.The 6-axis bevel gear (D) (30) is coupled to the input shaft of the 6-axis reducer (12) and fixed by a nut (20c).
6축 감속기(12)의 출력측에는 엔드 이펙터가 고정될 수 있다.An end effector may be fixed to the output side of the 6-
미설명 부호 13, 14, 16, 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.Figure 3 is a structural diagram of the gear meshing arrangement of the 5th and 6th axes of the vertical articulated robot of the present invention.
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.Referring to Figure 3, the 5-axis bevel gear (A) (23) meshes with the 5-axis bevel gear (B) (24) and the bevel gear mountain to convert the rotation center axis to the right angle direction, and the 6-axis shaft (32) The 6-axis bevel gear (A) (27) fastened to the tip engages with the 6-axis bevel gear (B) (28) and the bevel gear mountains to convert the rotation center axis to the right angle direction.
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.The 5-axis bevel gear (B) (24) and the 6-axis bevel gear (B) (28) are arranged in the vertical direction with respect to the 6-axis shaft (32), and each rotation axis can be implemented to be arranged on the same straight line. there is.
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.Placing the rotation axes of the 5-axis bevel gear (B) (24) and the 6-axis bevel gear (B) (28) on the same straight line means that the central rotation axis and the rotation axis of the 6-axis bevel gear (D) (30) are on the same line. As with positioning, this is to balance the rotation of different objects, and also to prevent the size of the head of the vertical articulated robot from being unnecessarily large.
5축 베벨기어(B)(24)와 6축 베벨기어(B)(28)의 회전축이 서로 다르다면, 그 회전축 간의 차이만큼 헤드의 크기는 더 길어질 수 밖에 없다.If the rotation axes of the 5-axis bevel gear (B) (24) and the 6-axis bevel gear (B) (28) are different, the size of the head is bound to be longer by the difference between the rotation axes.
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.For this purpose, in the present invention, the 5-axis bevel gear (B) 24 has a structure that protrudes in the shear direction more than the 6-axis bevel gear (B) 28, and the positions (g1, To ensure accurate engagement at g2), d1 (distance between the rotation axis of the 6-axis bevel gear (B) (28) and the meshed portion) and d2 (distance between the rotation axis of the 5-axis bevel gear (B) (24) and the meshed portion) ) can be determined by accurately setting.
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.Figure 4 is a fixing structure of the 5-axis 5-axis bevel gear (A) of the vertical articulated robot of the present invention, and Figure 5 is a fixing structure of the 6-axis 5-axis bevel gear (A) of the vertical articulated robot of the present invention. Figure 6 shows the fixing structure of the 6-axis 5-axis bevel gear (D) of the vertical articulated robot of the present invention.
도 4 내지 도 6은 반복적인 회전 작동에 따른 일련의 오류를 방지하기 위한 기어와 너트의 체결 구조를 개선한 예시들이다.Figures 4 to 6 are examples of improved fastening structures of gears and nuts to prevent a series of errors due to repetitive rotation operations.
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.The nut that secures the gear has a problem of loosening of the screw and backlash phenomenon due to fatigue caused by repetitive rotational movements and long-term use, and such small deformation can cause malfunction of the robot. You can.
도 4를 참조하면, 5축 베벨기어(B)(24)와 5축 감속기(11)의 입력축과의 체결도를 보여준다.Referring to Figure 4, it shows a connection diagram between the 5-axis bevel gear (B) (24) and the input shaft of the 5-axis reducer (11).
5축 베벨기어(B)(24)는 5축 감속기(11)의 입력축과 체결되고, 너트(20b)에 의해 고정된다.The 5-axis bevel gear (B) (24) is coupled to the input shaft of the 5-axis reducer (11) and is fixed by a nut (20b).
너트(20b)의 체결면은 경사면을 가지고 있고, 이에 맞도록 5축 베벨기어(A)(24)는 경사홈(117)을 갖는다.The fastening surface of the
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.When the nut (20b) fixes the 5-axis bevel gear (A) (24) to the input shaft of the 5-axis reducer (11) by the inclined groove (117), the fastening strength and pressure are increased by the inclined surface and inclined groove (117). By doing so, it is possible to minimize the prevention of nut loosening.
또한, 경사홈(117)의 반대측(5축 베벨기어(B)(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(B)(24)의 양단에서의 체결력을 더욱 강화시킬 수 있다.In addition, on the opposite side of the inclined groove 117 (the tip of the 5-axis bevel gear (B) 24), a
도 5를 참조하면, 6축 베벨기어(A)(27)와 6축 샤프트(32)와의 체결도를 보여준다.Referring to Figure 5, it shows a connection diagram between the 6-axis bevel gear (A) (27) and the 6-axis shaft (32).
6축 베벨기어(A)(27)는 6축 샤프트(32)와 체결되고, 너트(20a)에 의해 고정된다.The 6-axis bevel gear (A) (27) is coupled to the 6-axis shaft (32) and fixed by a nut (20a).
너트(20a)의 체결면은 경사면을 가지고 있고, 이에 맞도록 6축 베벨기어(A)(27)는 경사홈(111)을 갖는다.The fastening surface of the
경사홈(111)에 의해 너트(20a)가 6축 베벨기어(A)(27)를 6축 샤프트(32)에 고정시킬 때 경사면과 경사홈(111)에 의해 체결 강도 및 압박이 높아지게 함으로써, 너트의 풀림 방지를 최소화하는 것이 가능하다.When the
도 6를 참조하면, 6축 베벨기어(D)(30)와 6축 감속기(12)의 입력축과의 체결도를 보여준다.Referring to Figure 6, it shows a connection diagram between the 6-axis bevel gear (D) 30 and the input shaft of the 6-
6축 베벨기어(D)(30)는 6축 감속기(12)의 입력축과 체결되고, 너트(20c)에 의해 고정된다.The 6-axis bevel gear (D) (30) is coupled to the input shaft of the 6-axis reducer (12) and is fixed by a nut (20c).
너트(20c)의 체결면은 경사면을 갖고, 이에 맞게 체결되도록 6축 베벨기어(D)(30)는 경사홈(121)을 갖는다.The fastening surface of the
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. When the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 다관절 로봇의 6축 부분의 기어 변속 구조를 보인 도면이다.Figure 7 is a diagram showing the gear shifting structure of the 6-axis portion of the vertical articulated robot according to an embodiment of the present invention.
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 제1 및 제2 이중 평기어(28c, 29c)를 포함하여 이루어진다.The 6-axis bevel gear (B) (28) and the 6-axis bevel gear (C) (29) each have a shaft (28a, 29a), a bevel gear mountain (28b, 29b) formed at one end of the shaft (28a, 29a), and It includes first and second double spur gears (28c, 29c) formed at the other end.
제1 이중 평기어(28c)는 상하 방향으로 서로 다른 기어비를 갖는 제1 및 제2 가변 평기어(28d, 28e)를 포함하고, 제2 이중 평기어(28d)는 상하 방향으로 서로 다른 기어비를 갖는 제3 및 제4 가변 평기어(29d, 29e)를 포함한다.The first
제1 가변 평기어(28d)는 제3 가변 평기어(29d)에 치합되는 기어비와 기어 외경을 가지고, 제2 가변 평기어(28e)는 제4 가변 평기어(29e)에 치합되는 기어비와 기어 외경을 갖을 수 있다.The first
제1 이중 평기어(28c)는 도시된 도면의 기준으로 상항 방향으로 이동이 되며, 제2 이중 평기어(28d)는 고정될 수 있다.The first
제1 이중 평기어(28c)의 일단에는 무빙 커플러(41)가 제1 이중 평기어(28c)와 연동되어 회전되도록 연결(홈과 돌기를 끼워맞춤 식으로 서로 연동 회전)되고, 무빙 커플러(41)의 외주연에는 원형 랙기어(44)가 치합되고, 원형 랙기어(44)의 중심에는 피니언(43)이 체결되며, 피니언(43)의 선단에는 스텝 모터(42)가 연결될 수 있다.At one end of the first
스텝 모터(42)의 구동에 따라 피니언(43)이 회전하면서 이에 연동되어 원형 랙기어(44)가 회전하고 원형 랙기어(44)에 치합된 무빙 커플러(42)가 직선 방향으로 전후(또는 상하) 이동이 가능하며, 무빙 커플러(42)의 직동 이동에 따라 이에 연동된 제1 이중 평기어(28c)의 전후 또는 상하 직선 이동이 가능하다.As the
제1 이중 평기어(28c)의 상측으로의 직선 이동에 따라 제2 가변 평기어(28e)는 제4 가변 평기어(29e)와 치합되어 회전력을 전달하고(도 7의 (A) 참조), 제1 이중 평기어(28c)의 하측으로의 직선 이동에 따라 제1 가변 평기어(28d)는 제3 가변 평기어(29d)와 치합되어 회전력을 전달할 수 있다(도 7의 (B) 참조).As the first
평기어의 치합이 완료된 상태에서, 제1 이중 평기어(28c)의 회전이 가능하도록 원형 랙기어(44)는 도 7의 (C)와 같이 치합이 안된 상태를 유지하게 된다. In a state where the meshing of the spur gears is completed, the
이러한 이유로, 원형 랙기어(44)는 반원 부분만 나사산이 형성되고, 나머지 부분은 나사산이 형성되지 않도록 형성될 수 있다.For this reason, the
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.Referring to Figures 2 and 7, the 6-axis bevel gear (B) (28) meshes with the 6-axis bevel gear (A) at one end and the bevel gear mountain, and at the other end, one end of the 6-axis bevel gear (C) (29) The spur gears mesh with each other, and the other end of the 6-axis bevel gear (C) (29) has a structure in which the 6-axis bevel gear (D) (30) and the bevel gear mountain mesh with each other.
본 발명의 6축 베벨기어(B)(28)와 6축 베벨기어(C)(29) 각각은 일단은 베벨기어산이 형성되고, 타단은 이중 평기어산이 형성되는 구조를 갖는다.Each of the 6-axis bevel gear (B) (28) and the 6-axis bevel gear (C) (29) of the present invention has a structure in which a bevel gear mount is formed at one end and a double spur gear mount is formed at the other end.
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.Although the present invention as described in detail above has been described based on limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the present invention can be described by those skilled in the art to which the present invention pertains. Various modifications and variations are possible within the scope of equivalence of the spirit and scope of the patent claims.
그러나 그와 같은 단순한 수정 및 변형은 본 발명의 권리 범위에 벗어날 수 없음이 명백하다. However, it is clear that such simple modifications and variations cannot fall outside the scope of the present invention.
1 : 베이스 2 : 회전체
3 : 제2 관절 4 : 제1 암
5 : 제3 관절 6 : 제2 암
7 : 제4 관절 8 : 제 5 관절
9 : 제6 관절 10 : 수직 다관절 로봇
11 : 5축 감속기 12 : 6축 감속기
13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 22, 26 : 베어링
20a, 20b, 20c : 너트
21 : 5축 베벨기어(A)를 측면에서 고정하는 조임너트
23 : 5축 베벨기어(A) 24 : 5축 베벨기어(B)
25 : 5축 샤프트 27 : 6축 베벨기어(A)
28 : 6축 베벨기어(B) 28c : 제1 이중 평기어
29 : 6축 베벨기어(C) 29c : 제2 이중 평기어
30 : 6축 베벨기어(D) 32 : 6축 샤프트
33 : 4축 바디 34 : 5축 바디
35 : 5축 홀더 36 : 5축 커버
37 : 6축 바디 38 : 6축 커버
39a, 39b : 베어링 하우징 41 : 무빙 커플러
42 : 스텝 모터 43 : 피니언
44 : 원형 랙기어1: Base 2: Rotator
3: 2nd joint 4: 1st arm
5: 3rd joint 6: 2nd arm
7: 4th joint 8: 5th joint
9: 6th joint 10: vertical jointed robot
11: 5-axis reducer 12: 6-axis reducer
13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 22, 26: Bearing
20a, 20b, 20c: nuts
21: Tightening nut that secures the 5-axis bevel gear (A) from the side
23: 5-axis bevel gear (A) 24: 5-axis bevel gear (B)
25: 5-axis shaft 27: 6-axis bevel gear (A)
28: 6-axis bevel gear (B) 28c: 1st double spur gear
29: 6-axis bevel gear (C) 29c: 2nd double spur gear
30: 6-axis bevel gear (D) 32: 6-axis shaft
33: 4-axis body 34: 5-axis body
35: 5-axis holder 36: 5-axis cover
37: 6-axis body 38: 6-axis cover
39a, 39b: Bearing housing 41: Moving coupler
42: step motor 43: pinion
44: circular rack gear
Claims (6)
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 제1 이중 평기어가 형성되는 6축 베벨기어(B);
일단은 베벨기어산이 형성되어 6축 베벨기어(D)와 치합되고, 타단은 제2 이중 평기어가 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 제1 이중 평기어는 상하(또는 좌우) 방향으로 서로 다른 기어비를 갖는 제1 및 제2 가변 평기어를 포함하고, 상기 제2 이중 평기어는 상하(또는 좌우) 방향으로 서로 다른 기어비를 갖는 제3 및 제4 가변 평기어를 포함하고,
상기 제1 이중 평기어의 일단에는 무빙 커플러가 연동되어 회전되도록 연결되고, 상기 무빙 커플러의 외주연에는 상기 원형 랙기어가 치합되고, 상기 원형 랙기어의 중심에는 피니언이 체결되고, 상기 피니언의 선단에는 스텝 모터가 연결되는, 엔드 이펙터의 속도 및 토크 가변이 가능한 수직 다관절 로봇.5-axis shaft and 6-axis shaft driven by respective motors;
A 5-axis bevel gear (A) whose other end is connected to the 5-axis shaft and one end of which is formed as a bevel gear mountain, and which is rotatably supported on the 6-axis shaft via a bearing;
A 5-axis bevel gear (B) meshed with the thread of the 5-axis bevel gear (A) at one end of the 5-axis shaft to convert the rotation axis to a right angle, and coupled to the input shaft of the 5-axis reducer and fixed by a first nut. ;
A 6-axis bevel gear is located at the tip of the 6-axis shaft while being fixed by a second nut and has a bevel gear mount that meshes with a bevel gear mount formed at one end of the 6-axis bevel gear (B) that switches the rotation axis in the right angle direction. (A);
At one end, a bevel gear mountain is formed and meshed with the 6-axis bevel gear (A), and at the other end, a 6-axis bevel gear (B) is formed with a first double spur gear;
At one end, a bevel gear mountain is formed and meshed with the 6-axis bevel gear (D), and at the other end, a second double spur gear is formed and meshed with the 6-axis bevel gear (B), a 6-axis bevel gear (C); and
At one end, a bevel gear mountain is formed and meshed with the 6-axis bevel gear (C), and at the other end, a 6-axis bevel gear (D) is fixed to the input shaft of the 6-axis reducer by a third nut,
The first double spur gear includes first and second variable spur gears having different gear ratios in the up and down (or left and right) directions, and the second double spur gear has different gear ratios in the up and down (or left and right) directions. It includes third and fourth variable spur gears,
A moving coupler is connected to one end of the first double spur gear to rotate, the circular rack gear is engaged with the outer periphery of the moving coupler, a pinion is fastened to the center of the circular rack gear, and the tip of the pinion A vertical articulated robot with variable speed and torque of the end effector, to which a step motor is connected.
상기 제1 가변 평기어는 상기 제3 가변 평기어에 치합되는 기어비와 기어 외경을 가지고,
상기 제2 가변 평기어는 상기 제4 가변 평기어에 치합되는 기어비와 기어 외경을 갖는, 엔드 이펙터의 속도 및 토크 가변이 가능한 수직 다관절 로봇.According to paragraph 1,
The first variable spur gear has a gear ratio and gear outer diameter meshed with the third variable spur gear,
The second variable spur gear has a gear ratio and gear outer diameter meshed with the fourth variable spur gear. A vertical articulated robot capable of variable speed and torque of the end effector.
상기 스텝 모터의 구동에 따라 상기 피니언이 회전하면서 연동되어 상기 원형 랙기어가 회전하고, 상기 원형 랙기어에 치합된 상기 무빙 커플러가 직선 방향으로 상하(또는 좌우) 이동하고, 상기 무빙 커플러의 직동 이동에 따라 이에 연동된 상기 제1 이중 평기어의 상하(또는 좌우) 직선 이동에 의해 기어 변속되는, 엔드 이펙터의 속도 및 토크 가변이 가능한 수직 다관절 로봇.According to paragraph 1,
As the step motor is driven, the pinion rotates and interlocks to rotate the circular rack gear, the moving coupler meshed with the circular rack gear moves up and down (or left and right) in a straight line, and the moving coupler moves directly. A vertical articulated robot capable of variable speed and torque of the end effector, which is gear-shifted by linear movement up and down (or left and right) of the first double spur gear linked thereto.
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, 엔드 이펙터의 속도 및 토크 가변이 가능한 수직 다관절 로봇.According to paragraph 1,
The fastening surface of the first nut has an inclined surface, and the 5-axis bevel gear (A) has an inclined groove to be fastened correspondingly,
A vertical articulated robot capable of variable speed and torque of the end effector, wherein a shim protrusion surface that serves as a shim is formed on the opposite side of the inclined groove and the 5-axis reducer.
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, 엔드 이펙터의 속도 및 토크 가변이 가능한 수직 다관절 로봇.According to clause 4,
The fastening surface of the second nut has an inclined surface, and the 6-axis bevel gear (A) has an inclined groove to be fastened correspondingly,
The fastening surface of the third nut has an inclined surface, and the 6-axis bevel gear (D) has an inclined groove to be fastened correspondingly, a vertical articulated robot capable of variable speed and torque of the end effector.
상기 6축 베벨기어(B)와 6축 베벨기어(C) 각각은 축, 상기 축의 일단에 형성된 베벨기어산 및 타단에 형성된 평기어산를 포함하여 일체의 구조로 형성된, 엔드 이펙터의 속도 및 토크 가변이 가능한 수직 다관절 로봇.According to clause 4,
Each of the 6-axis bevel gear (B) and the 6-axis bevel gear (C) is formed as an integrated structure including a shaft, a bevel gear mount formed at one end of the shaft, and a spur gear mount formed at the other end, and the speed and torque of the end effector are variable. A vertical articulated robot capable of this.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220106491A KR20240028238A (en) | 2022-08-24 | 2022-08-24 | Vertical articulated robot capable of varying speed and torque of end-effector |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020220106491A KR20240028238A (en) | 2022-08-24 | 2022-08-24 | Vertical articulated robot capable of varying speed and torque of end-effector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR20240028238A true KR20240028238A (en) | 2024-03-05 |
Family
ID=90298897
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KR1020220106491A KR20240028238A (en) | 2022-08-24 | 2022-08-24 | Vertical articulated robot capable of varying speed and torque of end-effector |
Country Status (1)
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KR (1) | KR20240028238A (en) |
Citations (3)
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---|---|---|---|---|
KR101485862B1 (en) | 2014-03-07 | 2015-01-26 | 한재형 | Multi articulated robot for industrial |
KR20180048216A (en) | 2016-11-01 | 2018-05-10 | 조형진 | The Coupling Apparatus of Rotary Motion of the Joint, and Bends possible Robot Arm |
KR102032374B1 (en) | 2018-04-17 | 2019-10-16 | 네이버랩스 주식회사 | Robot joint driving apparatus and robot comprising the same |
-
2022
- 2022-08-24 KR KR1020220106491A patent/KR20240028238A/en unknown
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KR101485862B1 (en) | 2014-03-07 | 2015-01-26 | 한재형 | Multi articulated robot for industrial |
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KR102032374B1 (en) | 2018-04-17 | 2019-10-16 | 네이버랩스 주식회사 | Robot joint driving apparatus and robot comprising the same |
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