KR20240079398A - Robot wheel driving apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로봇 휠 구동장치에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르는 로봇 휠 구동장치는 휠과, 휠의 내측에 구비되는 모터 하우징과, 스테이터와 스테이터를 중심으로 회전하는 로터를 포함하는 모터를 포함하고, 로터는 스테이터와 마주보도록 위치하는 복수의 마그넷, 및 모터 하우징 내부에서 회전하는 로터 프레임을 포함하며, 로터 프레임은 복수의 마그넷 각각을 설정 간격을 두고 고정시키는 로터 요크와, 복수의 마그넷 각각의 사이에 위치하도록 로터 요크의 내측에 돌출되며 마그넷의 부착 위치를 가이드 하는 복수의 마그넷 가이드를 포함하며, 마그넷의 간격 유지 확보가 가능하고 마그넷의 이탈을 방지할 수 있다.The present invention relates to a robot wheel driving device. The robot wheel driving device according to an embodiment of the present invention includes a wheel, a motor housing provided inside the wheel, a stator, and a motor including a rotor rotating around the stator. The rotor includes a plurality of magnets positioned to face the stator, and a rotor frame rotating inside the motor housing, wherein the rotor frame includes a rotor yoke that secures each of the plurality of magnets at a set interval, and each of the plurality of magnets. It protrudes on the inside of the rotor yoke so as to be located between the and includes a plurality of magnet guides that guide the attachment position of the magnets. It is possible to maintain the spacing between the magnets and prevent the magnets from being separated.
Description
본 발명의 실시예들은 로봇 휠 구동장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터 성능 향상을 위해 복수의 마그넷 간의 간격 유지 확보가 가능하고, 각각의 마그넷이 모터의 반경방향과 축방향으로 이탈하는 것을 방지할 수 있는 외전형 모터 구조를 갖는 로봇 휠 구동장치에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to a robot wheel drive device. More specifically, it is possible to maintain the distance between a plurality of magnets to improve motor performance and prevent each magnet from deviating in the radial and axial directions of the motor. It relates to a robot wheel drive device having an abduction motor structure that can
이하에서 기술되는 내용은 본 발명의 실시예와 관련되는 배경 정보를 제공할 목적으로 기재된 것일 뿐이고, 기술되는 내용이 당연하게 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described below is merely for the purpose of providing background information related to embodiments of the present invention, and the content described does not necessarily constitute prior art.
로봇은 외부환경을 스스로 인식하고, 상황을 판단해 자율적으로 동작하는 기계장치를 말한다. 용도에 따라 산업용 로봇과 서비스용 로봇으로 구분될 수 있다. A robot is a mechanical device that recognizes the external environment, judges the situation, and operates autonomously. Depending on the purpose, they can be divided into industrial robots and service robots.
지금까지는 인간의 지능에 근접하려는 방향보다 기계적인 활용 목적에 초점이 맞춰져 있었으며, 사람이 하기 힘든 단순 반복적인 일을 대신하는 등 공장 자동화에 주로 활용되었다. Until now, the focus has been on mechanical utilization rather than on approaching human intelligence, and it has been mainly used in factory automation, such as replacing simple repetitive tasks that are difficult for humans to do.
최근 들어, 인공지능 기술의 비약적인 발전과 사물인터넷, 센서 및 클라우드 기술의 수준이 높아지면서 이전과는 다른 지능을 가진 로봇이 등장하고 있다. Recently, with the rapid development of artificial intelligence technology and the increasing level of IoT, sensor, and cloud technology, robots with intelligence different from before are appearing.
홈 로봇은 사람과 교감하면서 가정 내 일상 활동을 도와주고, 엔터테인먼트 요소를 제공할 뿐만 아니라 화재, 소음, 위험 요인을 개선하는 등 다양한 역할을 수행할 수 있다.Home robots can perform a variety of roles, such as interacting with people, assisting with daily activities at home, providing entertainment elements, and improving fire, noise, and risk factors.
한편, 이러한 로봇의 이동이 필요한 다양한 형태의 장치 개발이 이루어지고 있는데, 대표적으로 로봇 휠 모터 등의 구동장치에 관한 기술 개발이 이루어지고 있다. Meanwhile, various types of devices that require the movement of such robots are being developed. Representative technologies for driving devices such as robot wheel motors are being developed.
예를 들어, 로봇 휠 구동장치는 로봇의 다리에 연결되며, 타이어가 장착된 휠을 설정 속도로 회전시키기 위해 모터를 이용할 수 있다. 그리고 이러한 로봇 휠 구동장치에 사용되는 모터로는 인버터 모터를 이용할 수 있다.For example, a robot wheel drive may be connected to the robot's legs and use a motor to rotate wheels equipped with tires at a set speed. And, an inverter motor can be used as the motor used in this robot wheel drive device.
인버터 모터는 모터에 공급되는 전력을 통해 모터의 회전속도를 자유자재로 조절할 수 있으며, 불필요한 에너지 소비량과 소음을 대폭 줄일 수 있으며, 섬세한 동작까지 구현이 가능한 장점이 있다.Inverter motors have the advantage of being able to freely adjust the rotational speed of the motor through the power supplied to the motor, significantly reducing unnecessary energy consumption and noise, and enabling even delicate movements.
한편, 로봇 휠 구동장치에 이용되는 인버터 모터는 인버터와 자기식 엔코더를 포함하는 인휠 모터로서, 회전하는 로터 내부에 스테이터가 위치하는 외전형 모터가 주로 이용된다. Meanwhile, the inverter motor used in the robot wheel drive device is an in-wheel motor that includes an inverter and a magnetic encoder, and an abduction type motor in which the stator is located inside a rotating rotor is mainly used.
외전형 모터의 경우, 링 형상의 로터요크(rotor yoke)가 스테이터 외곽을 둘러싸는 구조를 가지며, 로터요크의 내측에는 복수의 마그넷이 설정간격을 유지하도록 고정된다.In the case of an abduction motor, a ring-shaped rotor yoke surrounds the outside of the stator, and a plurality of magnets are fixed to the inside of the rotor yoke to maintain a set interval.
그런데, 외전형 모터에서 복수의 마그넷이 로터요크의 내측에서 설정간격을 유지하지 못하거나 또는 복수의 마그넷이 회전반경과 축방향으로 이탈하게 되면 외전형 모터의 고장을 일으키는 문제를 유발한다.However, in an abduction type motor, if the plurality of magnets do not maintain the set spacing inside the rotor yoke or the plurality of magnets deviate from the rotation radius and the axial direction, problems that cause failure of the abduction type motor occur.
종래에는 로터요크에 복수의 마그넷을 고정시키기 위해, 먼저 로터요크의 내부에 마그넷 고정용 지그를 설치하였다. 마그넷 고정용 지그는 복수의 마그넷 각각의 측면 사이로 삽입되어 복수의 마그넷 간의 간격을 설정간격으로 유지시켜준다. 이어서, 마그넷 고정용 지그에 의해 설정간격이 유지된 상태에서 각각의 마그넷을 로터요크의 내측에 접착제를 이용하여 본딩시켰다.Conventionally, in order to fix a plurality of magnets to the rotor yoke, a jig for fixing the magnets was first installed inside the rotor yoke. The magnet fixing jig is inserted between the sides of each magnet to maintain the distance between the magnets at a set interval. Next, each magnet was bonded to the inside of the rotor yoke using an adhesive while maintaining the set spacing using a magnet fixing jig.
하지만, 종래의 방식에 따라 별도의 지그를 사용하는 경우에는 마그넷 고정용 지그에 의해 마그넷 정렬 작업에 오차가 발생하거나 흔들림이 있을 경우 모터의 성능 하락, 코깅 및 토크리플 상승의 원인이 될 수 있다. However, when using a separate jig according to the conventional method, if there is an error or shaking in the magnet alignment work due to the jig for fixing the magnet, it may cause a decrease in motor performance, cogging, and an increase in torque ripple.
본 발명과 관련된 선행문헌으로서, CN211606327U은 마그네틱 코딩 서보 제어기와 허브모터가 통합된 구조를 개시한다. 종래의 선행문헌에 개시된 모터는 로터 내부에 스테이터가 고정된 외전형 모터로서, 로터의 커버에 마그넷 위치 정렬을 위한 톱니가 돌출되고, 복수의 마그넷 각각의 일단부가 톱니에 구속되어 위치 정렬되는 구조를 가진다. As a prior document related to the present invention, CN211606327U discloses a structure in which a magnetic coding servo controller and a hub motor are integrated. The motor disclosed in the prior literature is an abduction type motor in which a stator is fixed inside the rotor, and teeth for aligning magnet positions protrude from the cover of the rotor, and one end of each of the plurality of magnets is bound to the teeth to align the positions. have
그런데, 종래의 선행문헌은 톱니에 의해 설치가 간편하나 로터 하우징(즉, 로터요크)의 내측에 원형으로 부착되는 구조가 아니며, 회전반경 또는 축 방향으로 이탈이 가능한 단점이 있다. 만일 마그넷이 이탈하거나 흔들리게 될 경우, 모터 자체의 성능 하락, 코팅 및 토크 리플 상승의 문제가 야기될 수 있다. However, the conventional prior art literature is easy to install using teeth, but it does not have a structure that is attached in a circular shape to the inside of the rotor housing (i.e., rotor yoke), and has the disadvantage of being able to deviate in the rotation radius or axial direction. If the magnet is separated or shaken, problems may occur such as a decrease in the performance of the motor itself, coating, and an increase in torque ripple.
본 발명의 목적은, 로터 내부에 스테이터가 위치하는 외전형 모터에서 복수의 마그넷이 로터의 내측에서 정해진 간격을 유지하면서 위치가 고정될 수 있는 로봇 휠 구동장치를 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to provide a robot wheel drive device in which the position of a plurality of magnets can be fixed while maintaining a predetermined interval inside the rotor in an abduction motor in which a stator is located inside the rotor.
본 발명의 다른 목적은, 복수의 마그넷이 로터의 내측에서 정해진 간격을 두고 위치 정렬된 후 모터의 반경방향 및 축방향으로 이탈하지 않으며 흔들림 발생이 최대한 억제될 수 있는 로봇 휠 구동장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a robot wheel drive device in which a plurality of magnets are aligned at predetermined intervals inside the rotor and then do not deviate in the radial and axial directions of the motor and the occurrence of shaking can be suppressed as much as possible. .
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects and advantages of the present invention that are not mentioned can be understood by the following description and will be more clearly understood by the examples of the present invention. Additionally, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention can be realized by the means and combinations thereof indicated in the patent claims.
본 발명의 일 측면에 따르면 로터 내부에 스테이터가 위치하는 외전형 모터에서 복수의 마그넷이 로터의 내측에서 정해진 간격을 유지하면서 위치가 고정될 수 있는 로봇 휠 구동장치를 제공한다. According to one aspect of the present invention, a robot wheel driving device is provided in which a position of a plurality of magnets in an abduction motor in which a stator is located inside a rotor can be fixed while maintaining a predetermined interval inside the rotor.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면 복수의 마그넷이 로터의 내측에서 정해진 간격을 두고 위치 정렬된 후 모터의 반경방향 및 축방향으로 이탈하지 않으며 흔들림 발생이 최대한 억제될 수 있는 로봇 휠 구동장치를 제공한다. In addition, according to another aspect of the present invention, a robot wheel drive device is provided in which a plurality of magnets are aligned at predetermined intervals inside the rotor and then do not deviate in the radial and axial directions of the motor and the occurrence of shaking can be suppressed as much as possible. do.
본 발명의 일 실시예에 따르는 로봇 휠 구동장치는, 휠, 모터 하우징, 모터를 포함한다. A robot wheel driving device according to an embodiment of the present invention includes a wheel, a motor housing, and a motor.
휠은 로봇을 구동시키도록 회전하는 원형의 몸체를 가질 수 있다.The wheel may have a circular body that rotates to drive the robot.
모터 하우징은 휠의 내측에 구비되며, 일면이 개방된 원통 형상을 가질 수 있다. 모터 하우징은 휠의 내부에 안착 가능한 원판 형상의 제1 모터 하우징부와, 휠의 내주 면에 밀착 가능한 원형관 형상의 제2 모터 하우징부를 포함한다.The motor housing is provided inside the wheel and may have a cylindrical shape with one side open. The motor housing includes a first motor housing part in the shape of a disk that can be seated inside the wheel, and a second motor housing part in the shape of a circular tube that can be in close contact with the inner peripheral surface of the wheel.
제1 모터 하우징부의 중심에는 소정의 직경을 가지며 두께 방향으로 관통하여 형성된 관통 홀이 구비된다. 관통 홀은 로터 프레임의 회전 축(구체적으로는 제2 회전 축부)의 후단이 삽입되는 부위로 이용된다.A through hole having a predetermined diameter and penetrating in the thickness direction is provided at the center of the first motor housing portion. The through hole is used as a site into which the rear end of the rotary shaft (specifically, the second rotating shaft portion) of the rotor frame is inserted.
로터 프레임의 회전 축은 관통 홀을 통해 삽입된 후 휠의 체결 홀과 연결되는데, 볼트가 휠의 체결 홀과 회전 축의 체결 홈을 차례로 체결함에 따라 로터 프레임의 회전 축과 휠의 중심이 견고하게 연결될 수 있다.The rotating axis of the rotor frame is inserted through a through hole and connected to the fastening hole of the wheel. As the bolt sequentially tightens the fastening hole of the wheel and the fastening groove of the rotating axis, the rotating axis of the rotor frame and the center of the wheel can be firmly connected. there is.
모터는 모터 하우징의 내부에 삽입되고, 휠에 회전력을 제공한다. 여기서, 모터는 인버터 일체형 모터일 수 있다.The motor is inserted inside the motor housing and provides rotational force to the wheel. Here, the motor may be an inverter-integrated motor.
모터는 모터 하우징의 내측에 고정되는 스테이터와, 스테이터의 외부에 공극을 두고 배치되며 스테이터를 중심으로 회전하는 로터를 포함한다. The motor includes a stator fixed to the inside of the motor housing, and a rotor disposed with an air gap outside the stator and rotating around the stator.
스테이터는 원주 방향으로 배치되는 복수의 코일, 및 복수의 코일이 감겨 장착되는 스테이터 코어를 포함한다. The stator includes a plurality of coils arranged in a circumferential direction, and a stator core around which the plurality of coils are wound and mounted.
로터는 복수의 코일과 마주보도록 원주 방향으로 배치되는 복수의 마그넷, 및 복수의 마그넷을 고정시키고 휠과 동일 중심을 이루어 모터 하우징의 내부에서 회전하는 로터 프레임을 포함한다.The rotor includes a plurality of magnets arranged in a circumferential direction to face a plurality of coils, and a rotor frame that fixes the plurality of magnets and rotates within the motor housing at the same center as the wheel.
로터 프레임은, 복수의 마그넷 각각을 설정 간격을 두고 원형으로 부착시켜 고정시키는 로터 요크, 및 복수의 마그넷 각각의 사이에 위치하도록 로터 요크의 내측에 돌출되며, 복수의 마그넷 각각의 부착 위치를 가이드 하는 복수의 마그넷 가이드를 포함한다. The rotor frame protrudes on the inside of the rotor yoke to be located between the rotor yoke, which attaches and secures each of the plurality of magnets in a circular shape at a set interval, and guides the attachment position of each of the plurality of magnets. Includes multiple magnet guides.
로터 요크는, 복수의 마그넷이 부착되는 링 형상의 로터 요크 몸체부, 및 로터 요크 몸체부에서 상기 모터의 반경방향으로 돌출되며, 복수의 마그넷 각각의 일단부를 지지하는 서포트부를 포함한다.The rotor yoke includes a ring-shaped rotor yoke body portion to which a plurality of magnets are attached, and a support portion that protrudes from the rotor yoke body portion in the radial direction of the motor and supports one end of each of the plurality of magnets.
서포트부는 로터 요크 몸체부의 일단부에서 상기 모터의 반경방향을 향해 설정 길이로 돌출되어 원형 띠 형상을 가질 수 있다. The support portion may protrude from one end of the rotor yoke body portion at a set length toward the radial direction of the motor and may have a circular band shape.
이때, 서포트부는 로터 요크에 고정된 복수의 마그넷 각각의 일단부를 지지하여 복수의 마그넷 중 적어도 하나가 모터의 축방향으로 이탈하는 것을 방지할 수 있다.At this time, the support unit supports one end of each of the plurality of magnets fixed to the rotor yoke to prevent at least one of the plurality of magnets from being separated in the axial direction of the motor.
로터 요크 몸체부의 내측에는 복수의 마그넷 각각이 설정 간격을 두고 원형으로 부착되는 마그넷 부착면이 구비될 수 있다.The inside of the rotor yoke body may be provided with a magnet attachment surface on which each of a plurality of magnets is attached in a circular shape at a set interval.
복수의 마그넷 가이드는 상기 마그넷 부착면에 원형으로 배치될 수 있다.A plurality of magnet guides may be arranged in a circular shape on the magnet attachment surface.
로터 요크는, 복수의 마그넷이 부착되는 링 형상의 로터 요크 몸체부, 및 로터 요크 몸체부에서 상기 모터의 반경방향으로 돌출되며, 복수의 마그넷 각각의 일단부를 지지하는 서포트부를 포함하고, 복수의 마그넷 가이드 각각은, 로터 요크 몸체부의 내측에서 모터의 반경방향으로 돌출되는 직육면체 형상의 마그넷 가이드 몸체부, 및 마그넷 가이드 몸체부에 형성되며, 복수의 마그넷 각각의 측면을 구속하도록 돌출된 돌기를 포함한다. The rotor yoke includes a ring-shaped rotor yoke body portion to which a plurality of magnets are attached, and a support portion that protrudes from the rotor yoke body portion in the radial direction of the motor and supports one end of each of the plurality of magnets, and includes a plurality of magnets. Each guide is formed on the magnet guide body portion and a rectangular parallelepiped-shaped magnet guide body portion that protrudes from the inside of the rotor yoke body portion in the radial direction of the motor, and includes protrusions that protrude to constrain the side surfaces of each of the plurality of magnets.
이때, 돌기는 로터 요크에 고정된 복수의 마그넷 각각의 측면을 구속하여 복수의 마그넷 중 적어도 하나가 모터의 반경방향으로 이탈하는 것을 방지할 수 있다. At this time, the protrusion may restrain the side surfaces of each of the plurality of magnets fixed to the rotor yoke to prevent at least one of the plurality of magnets from deviating in the radial direction of the motor.
마그넷 가이드 몸체부는, 복수의 마그넷 각각의 설정 간격에 대응하는 두께를 가지고, 복수의 마그넷 각각의 길이보다 작은 길이를 가질 수 있다.The magnet guide body portion may have a thickness corresponding to a set interval between each of the plurality of magnets and may have a length smaller than the length of each of the plurality of magnets.
복수의 마그넷 각각의 측면에는 라운드부가 형성될 수 있다. A round portion may be formed on each side of the plurality of magnets.
돌기는 라운드부에 대응하는 라운드 홈을 가질 수 있다. The protrusion may have a round groove corresponding to the round part.
스테이터는, 원주 방향으로 배치되는 복수의 코일, 및 상기 복수의 코일이 감겨 장착되는 스테이터 코어를 포함하고, 로터 요크는 스테이터의 외곽을 둘러싸도록 배치되며, 복수의 마그넷은 복수의 코일과 소정의 공극을 사이에 두고 이격하여 배치될 수 있다. The stator includes a plurality of coils arranged in a circumferential direction, and a stator core around which the plurality of coils are wound and mounted, a rotor yoke is arranged to surround the outer perimeter of the stator, and a plurality of magnets have a plurality of coils and a predetermined air gap. It can be placed spaced apart with an in between.
로터 프레임은, 모터의 중심 방향을 따라 형성되는 회전 축을 포함한다.The rotor frame includes a rotation axis formed along the center direction of the motor.
회전 축은 제1 회전 축부와, 제2 회전 축부를 포함한다. 제1 회전 축부는 제1 베어링에 의해 지지될 수 있다. 제2 회전 축부는 제1 회전 축부보다 확장된 직경을 가지며, 제1 회전 축부의 후단에 일체로 연결되어 제2 베어링에 의해 지지될 수 있다. 그리고 제1 베어링의 전단에는 웨이브 와셔가 구비될 수 있다.The rotation shaft includes a first rotation shaft portion and a second rotation shaft portion. The first rotation shaft portion may be supported by a first bearing. The second rotation shaft portion has a larger diameter than the first rotation shaft portion, and may be integrally connected to the rear end of the first rotation shaft portion and supported by a second bearing. Additionally, a wave washer may be provided at the front end of the first bearing.
로터 프레임은, 로터 요크와 일체로 결합되는 원판 형상의 로터 허브를 더 포함한다.The rotor frame further includes a disk-shaped rotor hub integrally coupled with the rotor yoke.
로터 허브는, 모터의 중심에서 반경방향으로 먼 위치에 형성되는 원판 형상의 외부 프레임, 모터의 중심에서 반경방향으로 가까운 위치에 형성되며 외부 프레임과 단차지게 연결(즉, 서로 다른 높이를 갖도록 연결)되는 원판 형상의 내부 프레임, 및 외부 프레임과 내부 프레임 사이를 연결하는 경사 프레임을 포함한다. The rotor hub is a disk-shaped external frame formed at a position radially far from the center of the motor, and is formed at a position radially close to the center of the motor and connected to the external frame in a stepped manner (i.e., connected so as to have different heights). It includes a disk-shaped inner frame, and an inclined frame connecting the outer frame and the inner frame.
또한, 모터 하우징의 개방 부위를 덮도록 모터에 연결되는 인버터 커버와, 상기 인버터 커버의 내측에 구비되고 모터와 마주보도록 배치되는 PCB를 더 포함한다. In addition, it further includes an inverter cover connected to the motor to cover the open portion of the motor housing, and a PCB provided inside the inverter cover and disposed to face the motor.
인버터 커버는 모터 하우징의 개방 부위를 덮는 형상을 가질 수 있다. 인버터 커버는 모터에 일체형 구조로 연결될 수 있다. 인버터 커버의 내측에는 인버터 DC 링크용으로 이용될 수 있는 전해 커패시터가 배치될 수 있다. PCB는 인버터 커버의 내측에 구비되고, 모터와 마주보도록 배치될 수 있다. The inverter cover may have a shape that covers the open portion of the motor housing. The inverter cover can be connected to the motor in an integrated structure. An electrolytic capacitor that can be used for the inverter DC link may be placed inside the inverter cover. The PCB is provided inside the inverter cover and may be arranged to face the motor.
한편, 회전 축에는 센서 마그넷이 결합될 수 있다. 센서 마그넷은 제1 회전 축부의 전단에 결합될 수 있다. 센서 마그넷은 PCB에 배치된 엔코더 센서와 설정거리를 두고 마주하여 위치할 수 있다. 이에 따라, PCB에 배치된 엔코더 센서는 제1 회전 축부의 전단에 결합된 센서 마그넷을 감지하여 모터의 회전수를 센싱할 수 있다. Meanwhile, a sensor magnet may be coupled to the rotation axis. The sensor magnet may be coupled to the front end of the first rotation shaft portion. The sensor magnet can be positioned facing the encoder sensor placed on the PCB at a set distance. Accordingly, the encoder sensor disposed on the PCB can sense the rotation speed of the motor by detecting the sensor magnet coupled to the front end of the first rotation shaft portion.
회전 축의 후단, 즉 제2 회전 축부의 후단에는 볼트 체결이 가능한 체결 홈이 구비된다. 체결 홈은 모터의 중심에 위치하고, 상기 휠의 중심을 관통하여 형성되는 체결 홀과 연결될 수 있다. 이에 따라, 볼트가 상기 휠의 체결 홀을 관통하여 체결된 다음 상기 회전 축의 후단에 위치한 체결 홈에 삽입 체결될 수 있다. 이로써, 휠과 로터 프레임은 동일 중심을 이루도록 결합될 수 있다. 이에 따라, 모터 하우징 내에서 로터 프레임이 회전할 경우, 로터 프레임과 동일 중심을 이루어 결합된 휠에도 회전력이 그대로 전달되어 로봇의 주행에 필요한 휠의 회전이 가능해질 수 있다.At the rear end of the rotation shaft, that is, at the rear end of the second rotation shaft portion, a fastening groove capable of fastening a bolt is provided. The fastening groove is located at the center of the motor and may be connected to a fastening hole formed through the center of the wheel. Accordingly, the bolt may be fastened through the fastening hole of the wheel and then inserted into the fastening groove located at the rear end of the rotation axis. As a result, the wheel and rotor frame can be coupled to form the same center. Accordingly, when the rotor frame rotates within the motor housing, the rotational force is transmitted to the wheel coupled at the same center as the rotor frame, making it possible to rotate the wheel required for the robot to run.
로터 허브는 두께 방향으로 관통하여 형성되는 복수의 홀을 더 구비할 수 있다. 복수의 홀은, 6개의 홀을 포함하여 형성될 수 있다. 6개의 홀은 모터의 중심을 기준으로 방사형으로 서로 일정 거리를 두고 이격하여 형성될 수 있다. 복수의 홀은 공기를 유동시키는 공간으로 이용될 수 있다. 또한, 복수의 홀은 로터 허브의 무게를 감소시켜 모터 전체의 무게를 경량화시킬 수 있다.The rotor hub may further include a plurality of holes formed through the rotor hub in the thickness direction. A plurality of holes may be formed including six holes. The six holes may be formed radially and spaced apart from each other at a certain distance based on the center of the motor. A plurality of holes can be used as a space for flowing air. Additionally, the plurality of holes can reduce the weight of the rotor hub, thereby reducing the overall weight of the motor.
스테이터는 스테이터를 지지하는 스테이터 프레임을 더 포함한다. 스테이터 프레임의 일면은 모터 하우징의 개방 부위를 덮도록 모터 하우징에 결합될 수 있으며, 스테이터 프레임의 타면은 인버터 커버가 덮어 결합될 수 있다. PCB는 스테이터 프레임에 체결되어 인버터 커버의 내측에 위치 고정될 수 있다.The stator further includes a stator frame supporting the stator. One side of the stator frame may be coupled to the motor housing to cover the open portion of the motor housing, and the other side of the stator frame may be coupled to cover the inverter cover. The PCB can be fastened to the stator frame and positioned and fixed inside the inverter cover.
스테이터 프레임은 제1 스테이터 프레임부, 제2 스테이터 프레임부, 및 제3 스테이터 프레임부를 포함한다. 제1 스테이터 프레임부는 모터의 중심에 마주보도록 원형으로 돌출될 수 있다. 제2 스테이터 프레임부는 제1 스테이터 프레임부에서 반경 방향으로 간격을 두고 원형으로 돌출될 수 있다. 제3 스테이터 프레임부는 제1 스테이터 프레임부와 제2 스테이터 프레임부 사이를 방사상으로 연결할 수 있다. PCB는 제2 스테이터 프레임부와 체결될 수 있다. The stator frame includes a first stator frame portion, a second stator frame portion, and a third stator frame portion. The first stator frame portion may protrude in a circular shape to face the center of the motor. The second stator frame portion may protrude in a circular shape from the first stator frame portion at intervals in the radial direction. The third stator frame unit may radially connect the first stator frame unit and the second stator frame unit. The PCB may be fastened to the second stator frame portion.
제1 스테이터 프레임부의 중심에는 원통형 홈이 형성되고, 원통형 홈에는 회전 축 중 제1 회전 축부의 선단이 삽입되어 지지될 수 있다. 원통형 홈과 제1 회전 축부의 선단 사이에는 제1 베어링이 삽입된다. 제1 베어링은 제1 회전 축부의 회전 마찰을 저감하고 제1 회전 축부를 지지한다. 그리고 제2 회전 축부는 제2 베어링에 의해 지지된다. A cylindrical groove is formed in the center of the first stator frame portion, and the tip of the first rotation shaft portion among the rotation shafts may be inserted and supported in the cylindrical groove. A first bearing is inserted between the cylindrical groove and the tip of the first rotation shaft portion. The first bearing reduces rotational friction of the first rotation shaft portion and supports the first rotation shaft portion. And the second rotation shaft portion is supported by the second bearing.
모터 하우징은 원판 형상의 제1 모터 하우징부와, 제1 모터 하우징부의 테두리에서 설정 길이로 돌출된 원형관 형상의 제2 모터 하우징부를 포함하며, 제1 모터 하우징부의 중심에는 관통 홀이 구비된다. 모터 하우징은 관통 홀의 주변으로 원통형의 지지 홈을 구비한다. 지지 홈은 제2 베어링이 삽입되는 영역으로 이용될 수 있다. The motor housing includes a first motor housing part in the shape of a disk, and a second motor housing part in the shape of a circular tube protruding from the edge of the first motor housing part at a set length, and a through hole is provided in the center of the first motor housing part. The motor housing has a cylindrical support groove around the through hole. The support groove can be used as an area where the second bearing is inserted.
제2 베어링은 지지 홈에 구속되고, 관통 홀을 통과하는 제2 회전 축부와 모터 하우징 사이에 배치된다. 제2 베어링은 제2 회전 축부의 회전 마찰을 저감하고 제2 회전 축부를 지지한다.The second bearing is restrained in the support groove and is disposed between the second rotation shaft portion passing through the through hole and the motor housing. The second bearing reduces rotational friction of the second rotation shaft portion and supports the second rotation shaft portion.
제2 스테이터 프레임부는 모터를 향하여 돌출되는 원형 돌출부를 포함한다. 원형 돌출부는 모터 내부로 돌출되고, 돌출 부위의 외주 면과 스테이터 코어의 내주 면이 서로 밀착되는 구조를 가진다. 이로써, 제2 스테이터 프레임부는 스테이터, 특히 스테이터 코어를 견고하게 지지한다. The second stator frame portion includes a circular protrusion that protrudes toward the motor. The circular protrusion protrudes into the inside of the motor, and has a structure in which the outer peripheral surface of the protruding portion and the inner peripheral surface of the stator core are in close contact with each other. Accordingly, the second stator frame portion firmly supports the stator, especially the stator core.
제2 스테이터 프레임부는 복수의 PCB 체결부를 포함한다. 복수의 PCB 체결부는 PCB를 관통한 복수의 볼트가 나사 결합되는 부위로서, PCB를 견고하게 고정시킬 수 있다.The second stator frame part includes a plurality of PCB fastening parts. The plurality of PCB fastening parts are areas where a plurality of bolts penetrating the PCB are screwed together, and the PCB can be firmly fixed.
본 발명의 일 실시예에 따르는 로봇 휠 구동장치는 휠, 휠 커버, 하단 커버, 모터 하우징, 모터를 포함한다. 휠은 로봇을 구동시키도록 타이어를 결합시켜 회전하는 원형의 몸체를 갖는다. 휠 커버는 휠의 양측을 차폐하도록 휠에 연결될 수 있다. 하단 커버는 휠 커버의 하부에 결합될 수 있다. 하단 커버는 휠과 휠 커버 간의 연결 시 휠 하부로 노출되는 타이어와 휠 커버 사이의 개방 부위를 차폐시키도록 휠 커버의 개방 부위에 결합될 수 있다. 이로써, 휠 외부의 이물질이 휠 내부로 유입되는 것을 방지한다. 모터 하우징은 휠의 내측에 구비되며, 일면이 개방된 원통 형상을 가질 수 있다. 모터는 모터 하우징의 내부에 삽입되고, 휠에 회전력을 제공할 수 있다. The robot wheel driving device according to an embodiment of the present invention includes a wheel, a wheel cover, a bottom cover, a motor housing, and a motor. The wheel has a circular body that rotates by combining tires to drive the robot. A wheel cover can be connected to the wheel to shield both sides of the wheel. The bottom cover may be coupled to the bottom of the wheel cover. The bottom cover may be coupled to the open portion of the wheel cover to shield the open portion between the tire and the wheel cover that is exposed to the bottom of the wheel when the wheel and the wheel cover are connected. This prevents foreign substances from outside the wheel from flowing into the inside of the wheel. The motor housing is provided inside the wheel and may have a cylindrical shape with one side open. The motor is inserted into the interior of the motor housing and can provide rotational force to the wheel.
모터는, 모터 하우징의 내측에 고정되는 스테이터, 및 스테이터의 외측에 배치되고 스테이터를 중심으로 회전하여 휠에 회전력을 전달하는 로터를 포함하며, 로터는, 스테이터와 마주보도록 위치하는 복수의 마그넷, 및 휠과 동일 중심을 이루어 모터 하우징 내부에서 회전하는 로터 프레임을 포함한다. 로터 프레임은, 복수의 마그넷 각각을 설정 간격을 두고 원형으로 부착시켜 고정시키는 로터 요크, 및 복수의 마그넷 각각의 사이에 위치하도록 로터 요크의 내측에 돌출되며, 복수의 마그넷 각각의 부착 위치를 가이드 하는 복수의 마그넷 가이드를 포함한다.The motor includes a stator fixed to the inside of the motor housing, and a rotor disposed on the outside of the stator and rotating around the stator to transmit rotational force to the wheel. The rotor includes a plurality of magnets positioned to face the stator, and It includes a rotor frame that rotates inside the motor housing concentrically with the wheel. The rotor frame protrudes on the inside of the rotor yoke to be located between the rotor yoke, which attaches and secures each of the plurality of magnets in a circular shape at a set interval, and guides the attachment position of each of the plurality of magnets. Includes multiple magnet guides.
휠은 원판 형상의 제1 휠 몸체부, 및 제1 휠 몸체부의 테두리를 따라 원형 관 형상으로 돌출되며 타이어가 장착되는 제2 휠 몸체부를 포함한다.The wheel includes a first wheel body portion in the shape of a disc, and a second wheel body portion that protrudes in a circular tube shape along an edge of the first wheel body portion and on which a tire is mounted.
휠 커버는 휠의 일측을 차폐하는 제1 휠 커버부, 휠을 사이에 두고 제1 휠 커버부와 마주보도록 결합되며, 휠의 타측을 차폐하는 제2 휠 커버부, 및 제1 휠 커버부와 제2 휠 커버부를 로봇 본체에 연결하는 레그연결부를 포함한다.The wheel cover includes a first wheel cover part that shields one side of the wheel, a second wheel cover part that is coupled to face the first wheel cover part with the wheel in between, and shields the other side of the wheel, and a first wheel cover part. It includes a leg connection part that connects the second wheel cover part to the robot body.
제1 휠 커버부는 휠의 일측과의 사이에 소정 크기의 제1 내부공간이 확보되도록 휠의 일측을 볼록하게 덮는 형상을 갖는 제1 커버몸체, 및 제1 커버몸체의 상단에서 높이 방향으로 연장되며, 제1 커버몸체와 레그연결부 사이를 연결하는 제1 연결부를 포함한다. The first wheel cover portion includes a first cover body having a shape that convexly covers one side of the wheel so as to secure a first internal space of a predetermined size between one side of the wheel, and extending in the height direction from the top of the first cover body. , It includes a first connection part connecting the first cover body and the leg connection part.
제2 휠 커버부는 휠의 타측과의 사이에 소정 크기의 제2 내부공간이 확보되도록 휠의 타측을 볼록하게 덮는 형상을 갖는 제2 커버몸체, 및 제2 커버몸체의 상단에서 높이 방향으로 연장되며, 제2 커버몸체와 레그연결부 사이를 연결하는 제2 연결부를 포함한다. The second wheel cover portion includes a second cover body having a shape that convexly covers the other side of the wheel to secure a second internal space of a predetermined size between the other side of the wheel, and extending in the height direction from the top of the second cover body. , It includes a second connection part connecting the second cover body and the leg connection part.
본 발명의 일 실시예에 따르는 로봇 휠 구동장치는 링크를 더 포함한다. 링크는 휠 커버에 내장되며, 모터와 휠 커버 사이를 연결시켜 모터의 위치를 구속시킬 수 있다. 링크의 일단부는 휠 커버에 고정되며, 링크의 타단부는 모터에 고정될 수 있다. 예를 들어, 링크의 일단부는 직선형 링크부이고, 링크의 타단부는 원형 링크부일 수 있다. 직선형 링크부는 제1, 2 연결부 중 적어도 하나에 내측에 고정될 수 있다. 원형 링크부는 직선형 링크부의 하단에 연결되며, 모터에 고정될 수 있다. 또한, 원형 링크부는 스테이터 프레임에 볼트로 체결되어 고정될 수 있는데, 원형 링크부의 내부 중공에는 원형 캡 형상으로 돌출되는 인버터 커버가 위치할 수 있다.The robot wheel driving device according to an embodiment of the present invention further includes a link. The link is built into the wheel cover and connects the motor and the wheel cover to constrain the position of the motor. One end of the link may be fixed to the wheel cover, and the other end of the link may be fixed to the motor. For example, one end of the link may be a straight link portion, and the other end of the link may be a circular link portion. The straight link part may be fixed to the inside of at least one of the first and second connection parts. The circular link part is connected to the bottom of the straight link part and can be fixed to the motor. Additionally, the circular link part may be bolted and fixed to the stator frame, and an inverter cover protruding in the shape of a circular cap may be located in the inner hollow of the circular link part.
타이어의 내주 면에는 체결 홈이 구비될 수 있다. 그리고 제2 휠 몸체부의 외주 면에는 체결 홈에 삽입되는 체결 돌기가 구비될 수 있다. 체결 돌기는, 제2 휠 몸체부의 외주 면을 원주 방향으로 둘러 감싸는 띠 형상의 제1 체결 돌기, 및 제1 체결 돌기에 교차하는 방향으로 돌출되며, 복수 개가 일정 간격을 두고 형성되는 제2 체결 돌기를 포함한다.A fastening groove may be provided on the inner peripheral surface of the tire. And the outer peripheral surface of the second wheel body may be provided with a fastening protrusion inserted into the fastening groove. The fastening protrusions include a first fastening protrusion in the shape of a band surrounding the outer peripheral surface of the second wheel body in the circumferential direction, and a plurality of second fastening protrusions that protrude in a direction intersecting the first fastening protrusion and are formed at regular intervals. Includes.
로터 요크는, 복수의 마그넷이 부착되는 링 형상의 로터 요크 몸체부, 및 로터 요크 몸체부에서 모터의 반경방향으로 돌출되며, 복수의 마그넷 각각의 일단부를 지지하는 서포트부를 포함한다. The rotor yoke includes a ring-shaped rotor yoke body portion to which a plurality of magnets are attached, and a support portion that protrudes from the rotor yoke body portion in the radial direction of the motor and supports one end of each of the plurality of magnets.
서포트부는 로터 요크 몸체부의 일단부에서 모터의 반경방향을 향해 설정 길이로 돌출되어 원형 띠 형상을 가질 수 있다. 서포트부는 로터 요크에 고정된 복수의 마그넷 각각의 일단부를 지지하여 복수의 마그넷 중 적어도 하나가 모터의 축방향으로 이탈하는 것을 방지한다. The support portion may protrude at a set length from one end of the rotor yoke body toward the radial direction of the motor and may have a circular band shape. The support unit supports one end of each of the plurality of magnets fixed to the rotor yoke and prevents at least one of the plurality of magnets from being separated in the axial direction of the motor.
복수의 마그넷 가이드 각각은, 로터 요크 몸체부의 내측에서 모터의 반경방향으로 돌출되는 직육면체 형상의 마그넷 가이드 몸체부, 및 마그넷 가이드 몸체부에 형성되며, 복수의 마그넷 각각의 측면을 구속하도록 돌출된 돌기를 포함한다. 돌기는 로터 요크에 고정된 복수의 마그넷 각각의 측면을 구속하여 복수의 마그넷 중 적어도 하나가 모터의 반경방향으로 이탈하는 것을 방지한다. Each of the plurality of magnet guides is formed on a rectangular parallelepiped-shaped magnet guide body part that protrudes in the radial direction of the motor from the inside of the rotor yoke body part, and a magnet guide body part, and has protruding protrusions to restrain the side surfaces of each of the plurality of magnets. Includes. The protrusions restrain the side surfaces of each of the plurality of magnets fixed to the rotor yoke and prevent at least one of the plurality of magnets from leaving in the radial direction of the motor.
본 발명의 실시예에 의하면, 로봇 휠 구동장치에 적용되는 외전형 모터 구조에서, 복수의 마그넷을 이용하는 경우 마그넷 간의 간격 유지 확보에 어려움이 발생하거나 각각의 마그넷이 모터의 반경방향 및 축방향으로 유동하거나 이탈하는 것을 방지하여, 모터 성능을 개선하고 코깅, 토크리플 상승으로 인한 문제점을 미연에 방지할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, in the abduction motor structure applied to the robot wheel drive device, when using a plurality of magnets, it is difficult to maintain the gap between the magnets or each magnet moves in the radial and axial directions of the motor. By preventing the motor from moving or breaking away, motor performance can be improved and problems caused by cogging and increased torque ripple can be prevented in advance.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면 로터 내부에 복수의 마그넷을 부착하는 작업 시 별도의 지그를 사용함에 따른 작업 오차를 줄이고, 별도의 지그 사용 없이도 로터 요크에 형성된 마그넷 가이드를 활용하여 마그넷 간의 간격을 정확하게 유지할 수 있어 작업성 및 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, work errors due to the use of a separate jig are reduced when attaching a plurality of magnets to the inside of the rotor, and the gap between magnets is reduced by utilizing the magnet guide formed on the rotor yoke without using a separate jig. It can be maintained accurately, improving workability and product reliability.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, specific effects of the present invention are described below while explaining specific details for carrying out the invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 휠 구동장치를 간략히 도시한 정면사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 휠 구동장치를 간략히 도시한 후면사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 휠 구동장치를 간략히 도시한 좌측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 휠 구동장치를 간략히 도시한 우측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 휠 구동장치를 간략히 도시한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 휠 구동장치를 간략히 도시한 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 휠 구동장치 중 휠 커버, 휠, 모터 하우징, 모터, 인버터 커버, PCB를 간략히 도시한 분해사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 휠 구동장치의 전체 구조를 간략히 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 휠 구동장치에서 타이어, 휠, 모터의 결합 구조를 보여주는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 휠 구동장치의 모터 외관 형태를 보여주는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 휠 구동장치의 모터의 세부 구성을 보여주는 분해사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 휠 구동장치의 모터의 세부 구성을 보여주는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 휠 구동장치의 모터에서 로터 요크와 마그넷 가이드를 보여주는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 휠 구동장치의 모터에서 복수의 마그넷이 마그넷 가이드에 의해 지지되어 로터 요크에 고정된 모습을 보여주는 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 휠 구동장치의 모터에서 마그넷이 마그넷 가이드에 의해 지지된 구조를 보여주는 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 휠 구동장치의 모터에서 마그넷이 고정된 로터 요크와 로터 허브가 결합된 로터 프레임 구조를 보여주는 도면이다.Figure 1 is a front perspective view briefly showing a robot wheel drive device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a rear perspective view briefly showing a robot wheel drive device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a left side view briefly showing a robot wheel driving device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a right side view briefly showing a robot wheel driving device according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a front view briefly showing a robot wheel driving device according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a schematic exploded perspective view of a robot wheel drive device according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a schematic exploded perspective view of the wheel cover, wheel, motor housing, motor, inverter cover, and PCB of the robot wheel drive device according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a cross-sectional view briefly showing the overall structure of a robot wheel drive device according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a perspective view showing the combined structure of tires, wheels, and motors in a robot wheel drive device according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a perspective view showing the external appearance of the motor of the robot wheel drive device according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is an exploded perspective view showing the detailed configuration of the motor of the robot wheel drive device according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 is a cross-sectional view showing the detailed configuration of the motor of the robot wheel drive device according to an embodiment of the present invention.
Figure 13 is a perspective view showing the rotor yoke and magnet guide in the motor of the robot wheel drive device according to an embodiment of the present invention.
Figure 14 is a perspective view showing a plurality of magnets supported by a magnet guide and fixed to the rotor yoke in the motor of the robot wheel drive device according to an embodiment of the present invention.
Figure 15 is a diagram showing a structure in which a magnet is supported by a magnet guide in a motor of a robot wheel drive device according to an embodiment of the present invention.
Figure 16 is a diagram showing a rotor frame structure in which a rotor yoke to which a magnet is fixed and a rotor hub are combined in a motor of a robot wheel drive device according to an embodiment of the present invention.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above-described objects, features, and advantages will be described in detail later with reference to the attached drawings, so that those skilled in the art will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of known techniques related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. In the drawings, identical reference numerals are used to indicate identical or similar components.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although first, second, etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component, and unless specifically stated to the contrary, the first component may also be a second component.
명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다. Throughout the specification, unless otherwise stated, each element may be singular or plural.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다. Hereinafter, the “top (or bottom)” of a component or the arrangement of any component on the “top (or bottom)” of a component means that any component is placed in contact with the top (or bottom) of the component. Additionally, it may mean that other components may be interposed between the component and any component disposed on (or under) the component.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다. Additionally, when a component is described as being “connected,” “coupled,” or “connected” to another component, the components may be directly connected or connected to each other, but the other component is “interposed” between each component. It should be understood that “or, each component may be “connected,” “combined,” or “connected” through other components.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.As used herein, singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “consists of” or “comprises” should not be construed as necessarily including all of the various components or steps described in the specification, and some of the components or steps may include It may not be included, or it should be interpreted as including additional components or steps.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Additionally, as used herein, singular expressions include plural expressions, unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “consists of” or “comprises” should not be construed as necessarily including all of the various components or steps described in the specification, and some of the components or steps may include It may not be included, or it should be interpreted as including additional components or steps.
명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다.Throughout the specification, when referring to "A and/or B", this means A, B or A and B, unless specifically stated to the contrary, and when referring to "C to D", this means unless specifically stated to the contrary. Unless there is one, it means that it is C or higher and D or lower.
이하의 설명에서, 로봇은 휠을 구동시켜 전, 후, 좌, 우 방향으로 이동이 가능한 로봇을 말한다. In the following description, the robot refers to a robot that can move in the forward, backward, left, and right directions by driving the wheels.
이하의 설명에서, 로봇 휠 구동장치는 로봇의 본체 중 레그(leg)에 연결될 수 있으며, 타이어가 장착된 휠을 설정 속도로 회전시키기 위해 모터를 이용한다.In the following description, the robot wheel driving device may be connected to a leg of the robot's main body and uses a motor to rotate a wheel equipped with a tire at a set speed.
이하의 설명에서, 로봇 휠 구동장치에 사용되는 모터는 인버터 일체형 모터일 수 있다. 인버터 일체형 모터는 모터에 공급되는 전력을 통해 모터의 회전속도를 자유자재로 조절할 수 있으며, 불필요한 에너지 소비량과 소음을 대폭 줄일 수 있으며, 섬세한 동작까지 구현해 낼 수 있다. In the following description, the motor used in the robot wheel drive device may be an inverter-integrated motor. The inverter-integrated motor can freely adjust the rotational speed of the motor through the power supplied to the motor, significantly reduces unnecessary energy consumption and noise, and can even achieve delicate movements.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 휠 구동장치를 나타낸 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings showing a robot wheel driving device according to an embodiment of the present invention.
[로봇 휠 구동장치의 전반적 구조][Overall structure of robot wheel driving device]
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 휠 구동장치의 전반적 구조에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the overall structure of the robot wheel drive device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1 내지 도 5는 로봇 휠 구동장치의 전체 구조를 간략히 도시한 정면사시도, 후면사시도, 좌측면도, 우측면도, 정면도이다. 그리고 도 6 및 도 7은 로봇 휠 구동장치의 전체 구조를 분해하여 도시한 도면들이다. 도 8은 로봇 휠 구동장치의 단면도이다. Figures 1 to 5 are a front perspective view, rear perspective view, left side view, right side view, and front view briefly showing the overall structure of the robot wheel drive device. And Figures 6 and 7 are exploded views showing the overall structure of the robot wheel drive device. Figure 8 is a cross-sectional view of the robot wheel drive device.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르는 로봇 휠 구동장치(1)는 휠 커버(10), 휠(20), 타이어(30), 모터(40), 모터 하우징(50), 인버터 커버(80), PCB(85), 전해 커패시터(90)를 포함한다.As shown, the robot
휠 커버(10)는 휠(20)의 양측을 차폐하는 형상을 가지며 휠(20)에 연결된다.The
구체적인 예로서, 휠 커버(10)는 제1 휠 커버부(11)와 제2 휠 커버부(12)를 포함한다. 제1 휠 커버부(11)는 휠(20)의 일측(예: 좌측 등)을 차폐할 수 있다. 제2 휠 커버부(12)는 휠(20)의 타측(예: 우측 등)을 차폐할 수 있다. As a specific example, the
예를 들어, 제1 휠 커버부(11)와 제2 휠 커버부(12)는 휠(20)을 기준으로 서로 대칭되는 동일한 형상을 가질 수 있는데, 반드시 이에 한정되지는 않는다.For example, the first
제2 휠 커버부(12)는 휠(20)을 사이에 두고 제1 휠 커버부(11)와 마주보도록 제1 휠 커버부(11)와 결합되며, 휠(20)의 타측(예: 우측 등)을 차폐할 수 있다. The second
휠 커버(10)는 레그연결부(13)를 더 포함한다. 레그연결부(13)는 제1 휠 커버부(11)와 제2 휠 커버부(12)를 로봇 본체(미도시)에 연결할 수 있다.The wheel cover 10 further includes a
제1 휠 커버부(11)는 제1 커버몸체(111), 제1 연결부(113)를 포함한다. The first
제1 커버몸체(111)는 휠(20)의 일측(예: 좌측 등)과의 사이에 소정 크기의 제1 내부공간(112)이 확보되도록 휠(20)의 일측(예: 좌측 등)을 볼록하게 덮는 형상을 가질 수 있다. The
제1 연결부(113)는 제1 커버몸체(111)의 상단에서 높이 방향으로 일자 형태로 연장되는 형상을 가질 수 있다. 제1 연결부(113)는 제1 커버몸체(111)와 레그연결부(13) 사이를 연결시켜준다. The
제2 휠 커버부(12)는 제2 커버몸체(121)와 제2 연결부(123)를 포함한다. The second
제2 커버몸체(121)는 휠(20)의 타측(예: 우측 등)과의 사이에 소정 크기의 제2 내부공간(122)이 확보되도록 휠(20)의 타측(예: 우측 등)을 볼록하게 덮는 형상을 가질 수 있다.The
제2 연결부(123)는 제2 커버몸체(121)의 상단에서 높이 방향으로 일자 형태로 연장되는 형상을 가질 수 있다. 제2 연결부(123)는 제2 커버몸체(121)와 레그연결부(13) 사이를 연결시켜준다.The
또한, 제1 연결부(113) 및 제2 연결부(123)가 레그연결부(13)와 연결되는 부위에는 주름진 형상이 더 구비될 수 있다(도 1 참조). 이러한 주름 형상을 이용하여 연결 부위에서의 충격을 완충하거나 신축 조절이 가능해질 수 있다.In addition, the area where the
휠 커버(10)의 하단에는 하단 커버(14)가 더 구비될 수 있다. 하단 커버(14)는 휠 커버(10)의 하부 개방 영역을 가리도록 휠 커버(10)에 결합된다. A
구체적으로는, 하단 커버(14)는 휠(20)과 휠 커버(10)가 연결될 때 휠(20) 하부로 노출된 타이어(30)와 휠 커버(10) 사이의 개방 부위를 덮도록 결합된다. 하단 커버(14)는 외부의 부피감이 있는 이물질이 휠(20) 내부로 유입되어 모터(40)를 손상시키는 것을 방지할 수 있다. Specifically, the
휠 커버(10)의 내측에는 링크(15)가 더 구비될 수 있다(도 6 참조).A
링크(15)는 휠 커버(10)에 내장된다. 링크(15)는 휠 커버(10)에 내장되어 모터(40)와 휠 커버(10) 사이를 구조적으로 연결시켜 서로 간의 위치를 구속시키는 역할을 한다.
링크(15)의 일단부는 휠 커버(10)의 내측에 고정될 수 있다. 링크(15)의 타단부는 모터(40)의 일측에 고정될 수 있다. 예를 들어, 링크(15)의 일단부는 막대 형상을 가지는 직선형 링크부(151)이고, 링크(15)의 타단부는 원형 링크부(152)로 이루어질 수 있다. One end of the
직선형 링크부(151)는 제1 연결부(113)의 내측에 고정될 수 있다. 다만 반드시 이에 한정되지 않으며, 직선형 링크부(151)는 제2 연결부(123)의 내측에 고정될 수도 있다. The
원형 링크부(152)는 직선형 링크부(151)의 하단에 링 형태로 연결되는데, 모터(40)의 일측에 고정될 수 있다. 원형 링크부(152)의 내부 중공에는 원형 캡 형상으로 돌출되는 인버터 커버(80)가 삽입되어 모터(40)의 외측으로 돌출되는 구조를 가질 수 있다.The
휠(20)은 모터(40)의 회전력을 전달 받아 로봇을 주행시키도록 구동하는 장치이다. 휠(20)은 원형의 몸체를 가지는데, 휠(20)의 외주 면에는 타이어(30)가 결합될 수 있다.The
휠(20)은 제1 휠 몸체부(21)와, 제2 휠 몸체부(22)를 포함한다. 제1 휠 몸체부(21)는 원판 형상을 가질 수 있다. 제2 휠 몸체부(22)는 원판 형상을 갖는 제1 휠 몸체부(21)의 테두리를 따라 원형 관 형상으로 돌출되는 부위이다. 제2 휠 몸체부(22)의 외주 면에 타이어(30)가 장착될 수 있다.The
타이어(30)는 휠(20)에 장착된다. 타이어(30)는 휠(20)의 회전에 따라 지면 상에서 굴러 회전하는 부재로서, 로봇을 설정방향으로 이동시킨다.
타이어(30)는 지면과 반복적인 마찰 및 접촉이 이루어지므로, 내구수명이나 지면의 종류에 따라 슬립 방지 등을 고려하여 다양한 소재로 제작 가능하다. 예를 들어, 타이어(30)는 러버(rubber) 등의 소재로 제작될 수 있다. 예를 들어, 타이어(30)의 내주 면에는 체결 홈(31)이 구비된다. 제2 휠 몸체부(22)의 외주 면에는 체결 돌기(23, 24)가 구비될 수 있다. 체결 돌기(23, 24)는 체결 홈(31)에 삽입되어 고정될 수 있다(도 7 참조).Since the
체결 돌기(23, 24)는 서로 다른 형상을 갖는 제1 체결 돌기(23)와 제2 체결 돌기(24)를 포함한다. 예를 들어, 제1 체결 돌기(23)는 제2 휠 몸체부(22)의 외주 면을 원주 방향으로 둘러 감싸는 링 형상의 띠 형태로 이루어질 수 있다. 제2 체결 돌기(24)는 제1 체결 돌기(23)에 교차하는 방향으로 돌출될 수 있는데, 타이어의 폭 방향으로 일정 길이를 갖는 직선 형상 띠 형태로 이루어질 수 있다. 제2 체결 돌기(24)는 사다리꼴 형상의 단면을 가질 수 있다. The fastening protrusions 23 and 24 include
또한, 제2 체결 돌기(24)는 복수 개가 구비될 수 있는데, 복수 개의 체결 돌기(24)는 제1 체결 돌기(23)를 따라 서로 일정 간격을 두고 형성될 수 있다.Additionally, a plurality of
이와 같이, 제1 체결 돌기(23)와 제2 체결 돌기(24)가 서로 교차하여 돌출되는 형상을 가짐으로써, 제1, 2 체결 돌기(23, 24)에 체결 홈(31)이 삽입 고정되는 타이어(30)는 제2 휠 몸체부(22)에 견고하게 장착될 수 있다.In this way, the
모터 하우징(50)은 모터(40)를 내측에 수납하는 하우징 부품이다.The
모터 하우징(50)은 휠(20)의 내측에 안착되어 결합된다. 모터 하우징(50)은 일면이 개방된 원통 형상을 가지는데, 개방된 일면을 통해 모터(40)를 내부에 수납할 수 있다. The
예를 들어, 모터 하우징(50)은 제1 모터 하우징부(51)와 제2 모터 하우징부(52)를 포함한다. 제1 모터 하우징부(51)는 휠(20)의 내부에 안착되는 원판 형상의 몸체이다. 제2 모터 하우징부(52)는 휠(20)의 내주 면에 밀착 가능한 원형관 형상의 몸체이다. 제1 모터 하우징부(51)의 중심에는 관통 홀(511)이 구비될 수 있다(도 7 참조). 여기서, 관통 홀(511)은 일정한 직경을 가지며 제1 모터 하우징부(51)를 두께 방향으로 관통하여 형성된 원형의 홀을 말한다. 관통 홀(511)은 로터 프레임(72)의 회전 축(721)의 후단이 관통하여 삽입되는 부위이다. For example, the
로터 프레임(72)의 회전 축(721)이 제1 모터 하우징부(51)의 관통 홀(511)을 관통하고, 볼트를 이용하여 회전 축(721)의 관통 부위와 휠(20)이 일체로 체결되어, 로터 프레임(72)은 휠(20)과 체결되어 함께 회전한다.The
모터(40)는 모터 하우징(50)의 내부에 장착되어 휠(20)에 회전력을 제공한다. 본 발명의 실시예서 모터(40)는 인버터 일체형 모터로서, 로터(70)가 스테이터(60)의 외부에서 회전하는 외전형 모터일 수 있다(도 7 참조).The
모터(40)는 스테이터(60)와 로터(70)를 포함한다. 스테이터(60)는 모터 하우징(50)의 내측에서 위치 고정되며, 이와 달리 로터(70)는 스테이터(60)의 외부에서 회전한다. The
인버터 커버(80)는 모터 하우징(50)의 개방 부위를 덮는 원통형의 캡 형상을 가질 수 있다. 모터(40)는 인버터 일체형 모터로서, 인버터 커버(80)가 모터(40)에 연결된다(도 7 참조). The
전해 커패시터(90)는 인버터 일체형 모터(40)에서 인버터 DC 링크용으로 이용될 수 있다(도 7 참조). 전해 커패시터(90)는 알루미늄 전해 커패시터(AL capacitor)를 이용할 수 있는데, 반드시 이에 한정되지 않는다. 따라서, 별도로 도시하진 않았으나, 인버터 일체형 모터의 DC 링크용으로 MLCC(Multi layer ceramic condenser)를 이용할 수 있다. The
PCB(85)는 인버터 커버(80)의 내측에 위치한다(도 7 참조). PCB(85)는 모터(40)와 마주보도록 배치되며, 별도로 도시하진 않았으나 다수의 인버터 회로소자가 더 배치될 수 있다. The
또한, PCB(85)에는 모터(40)의 회전을 감지하는 엔코더 센서(88)(도 11 참조)가 더 배치될 수 있다. Additionally, an encoder sensor 88 (see FIG. 11) that detects the rotation of the
[모터의 구조][Motor structure]
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 휠 구동장치에 적용된 외전형 모터의 구조에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the structure of the abduction motor applied to the robot wheel drive device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도면에서, 도 9는 타이어, 휠, 모터가 결합된 모습을 보여주고, 도 10은 모터의 외형을 보여준다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 세부 구성을 축방향으로 분해하여 보여주고. 도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 단면 구조를 보여준다. 도 13은 로터 요크 및 마그넷 가이드를 보여주고, 도 14는 마그넷이 마그넷 가이드를 이용하여 로터 요크에 고정된 모습을 보여주며, 도 15는 마그넷이 마그넷 가이드에 반경방향 및 축방향으로 지지된 구조를 확대한 도면이다. 도 16은 마그넷이 고정된 로터 요크에 로터 허브가 결합된 로터 프레임의 구조를 보여준다.In the drawing, Figure 9 shows the tire, wheel, and motor combined, and Figure 10 shows the external appearance of the motor. Figure 11 shows the detailed configuration of the motor according to an embodiment of the present invention, disassembled in the axial direction. Figure 12 shows a cross-sectional structure of a motor according to an embodiment of the present invention. Figure 13 shows the rotor yoke and magnet guide, Figure 14 shows the magnet fixed to the rotor yoke using the magnet guide, and Figure 15 shows the structure in which the magnet is supported in the radial and axial directions by the magnet guide. This is an enlarged drawing. Figure 16 shows the structure of a rotor frame in which a rotor hub is coupled to a rotor yoke to which a magnet is fixed.
도 9를 참조하면, 모터(40)의 외측에는 휠(20)과 타이어(30)가 장착된다.Referring to FIG. 9, a
도 10을 참조하면, 휠(20)과 타이어(30)가 제거되고 모터 하우징(50)의 내부에 모터(40)가 내장된 구조를 보여준다. Referring to FIG. 10, it shows a structure in which the
모터 하우징(50)은 일면이 개방된 원통 형상을 가지는데, 모터 하우징(50)의 개방 부위를 이용하여 모터(40)가 내측에 삽입될 수 있다. The
모터 하우징(50)은 제1 모터 하우징부(51)와 제2 모터 하우징부(52)를 포함한다. 제1 모터 하우징부(51)는 원판 형상의 몸체를 말한다. 제2 모터 하우징부(52)는 원형관 형상의 몸체를 말한다. The
모터 하우징(50)에는 스테이터 프레임(61)이 결합되고, 스테이터 프레임(61)의 외측에는 원통형 캡 형상을 갖는 인버터 커버(80)가 연결된다. 이와 같이, 모터(40)는 인버터 일체형 모터의 형태를 가질 수 있다. A
도 11 및 도 12를 참조하면, 도시된 외전형 모터(40)는 모터 하우징(50)의 내부에 장착되며, 스테이터(60)와 로터(70)를 포함한다. Referring to FIGS. 11 and 12 , the
스테이터(60)는 모터 하우징(50)의 내측에 위치 고정된다. 스테이터(60)는 원주 방향으로 배치되는 복수의 코일(63)과, 복수의 코일(63)이 감겨 장착되는 스테이터 코어(62)를 포함한다. The
또한, 스테이터(60)는 스테이터 프레임(61)을 더 포함한다. 스테이터 프레임(61)은 스테이터(60)를 전체적으로 지지하며 모터 하우징(50)의 개방된 일면을 덮어 결합되는 커버 부재를 말한다. 스테이터 프레임(61)의 일면은 모터 하우징(50)을 덮어 결합되고, 스테이터 프레임(61)의 타면에는 인버터 커버(80)가 결합된다. Additionally, the
스테이터 프레임(61)은 제1 스테이터 프레임부(611), 제2 스테이터 프레임부(612), 및 제3 스테이터 프레임부(613)를 포함한다.The
제1 스테이터 프레임부(611)는 모터(40)의 중심에 마주보도록 원형으로 돌출된다. 제2 스테이터 프레임부(612)는 제1 스테이터 프레임부(611)에서 반경 방향으로 간격을 두고 원형으로 돌출된다. 제3 스테이터 프레임부(613)는 제1 스테이터 프레임부(611)와 제2 스테이터 프레임부(612) 사이를 방사상으로 연결하여 지지한다. PCB(85)는 제2 스테이터 프레임부(612)와 체결될 수 있다.The first
제1 스테이터 프레임부(611)의 중심에는 원통형 홈(6111)이 형성된다. 원통형 홈(6111)은 제1 회전 축부(7211)의 선단 부위가 삽입되어 지지된다. 원통형 홈(6111)과 제1 회전 축부(7211)의 선단 사이에는 제1 베어링(7213)이 삽입되고, 제1 회전 축부(7211)를 지지한다.A
제2 스테이터 프레임부(612)는 원형 돌출부(6121)를 포함한다. 원형 돌출부(6121)는 모터(40)의 내부로 돌출되는데, 돌출된 외주 면과 스테이터 코어(62)의 내주 면이 서로 마주보며 지지된다. 제2 스테이터 프레임부(612)는 PCB(85)를 볼트 체결하는 원형 보스 형상의 PCB 체결부(6123)를 가진다.The second
로터(70)는 스테이터(60)의 외부에 공극(air gap)을 두고 배치된다. 그리고 모터(40)에 전원이 공급되면, 로터(70)는 스테이터(60)를 중심으로 회전한다.The
로터(70)는 복수의 마그넷(71)과 로터 프레임(72)을 포함한다. 복수의 마그넷(71)은 복수의 코일(63)과 마주보도록 원주 방향으로 배치되는 구조를 갖는다. 로터 프레임(72)은 복수의 마그넷(71)을 고정시키고 모터 하우징(50)의 내부에서 회전한다. The
로터 프레임(72)은 회전 축(721), 로터 허브(722), 로터 요크(723), 및 마그넷 가이드(730)을 포함한다. The
회전 축(721)은 로터(70)의 회전 중심에 위치한다. 예를 들어, 회전 축(721)은 모터(40)의 축방향을 따라 소정 길이를 갖도록 로터 프레임(72)의 중심에서 길게 돌출된 형상을 가진다. The
회전 축(721)은 제1 회전 축부(7211)와 제2 회전 축부(7212)를 포함한다(도 12 참조). 예를 들어, 제1 회전 축부(7211)는 회전 축(721)의 전단에 위치하며 제1 베어링(7213)에 의해 지지된다. 제2 회전 축부(7212)는 회전 축(721)의 후단에 위치하며 제1 회전 축부(7211)보다 직경이 확장된 형상을 가진다. 제2 회전 축부(7212)는 제1 회전 축부(7211)의 후단에 일체로 연결되며 제2 베어링(7215)에 의해 지지된다. 그리고 제1 베어링(7213)의 전단에는 웨이브 와셔(7214)가 더 구비될 수 있다(도 12 참조).The
또한, 제2 회전 축부(7212)의 후미에는 휠(20)과의 볼트 체결을 위한 체결 홈(7216)이 구비된다. 체결 홈(7216)은 회전 축(721)의 중심에 위치하고, 휠(20)의 중심을 관통하여 볼트가 순차로 체결된다. 이에 따라, 휠(20)과 로터 프레임(72)은 동일 중심을 이루어 연결되며, 함께 회전할 수 있다. Additionally, a
또한, 회전 축(721)에는 센서 마그넷(81)이 결합될 수 있다(도 12 참조). 센서 마그넷(81)은 제1 회전 축부(7211)의 전단에 결합될 수 있다. 센서 마그넷(81)은 PCB(85)에 배치된 엔코더 센서(88)와 설정거리를 두고 마주하여 위치할 수 있다. 이에 따라, 엔코더 센서(88)는 제1 회전 축부(7211)의 전단에 결합된 센서 마그넷(81)을 감지하여 모터(40)의 회전을 센싱할 수 있다.Additionally, a
로터 허브(722)는 회전 축(721)을 중심에 돌출시켜 지지하는 원판 형상의 프레임을 말한다. The
예를 들어, 로터 허브(722)는 위치 및 형상 별로 나누어 외부 프레임(7221), 내부 프레임(7222), 및 경사 프레임(7223)을 포함한다(도 12 및 도 16 참조). 외부 프레임(7221)은 모터(40)의 중심에서 반경 방향으로 먼 위치에 형성되는 원판 형상의 프레임이다. 내부 프레임(7222)은 모터(40)의 중심에서 반경 방향으로 가까운 위치에 형성되며 외부 프레임(7221)과 소정의 높이 차를 가지며 연결되는 원판 형상의 프레임이다. 경사 프레임(7223)은 외부 프레임(7221)과 내부 프레임(7222) 사이를 경사지게 연결한다.For example, the
또한, 로터 허브(722)는 두께 방향으로 관통된 복수의 홀(723)을 가질 수 있다(도 16 참조). 예를 들어, 복수의 홀(723)은 모터(40)의 중심을 기준으로 6개의 원형 홀이 형성될 수 있다. 이러한 홀(723)은 모터(40)의 냉각을 위해 냉각 공기를 유입시키는 기능을 하며, 무게 경량화에도 유리한 측면이 있다.Additionally, the
로터 요크(727)는 로터 허브(722)의 테두리에 연결되는 원형관 형상의 프레임을 말한다. 그리고 마그넷 가이드(730)는 로터 요크(727)의 내부 벽면에 돌출되며 복수의 마그넷(71)이 부착 시 각각의 마그넷(71)의 부착 위치를 가이드 하여 복수의 마그넷(71) 간의 설정 간격을 유지시켜주는 구조물이다. The
도 13 내지 도 15를 참조하여, 로터 요크(727)과 마그넷 가이드(730)에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다. With reference to FIGS. 13 to 15 , the
도 13은 로터 요크와 마그넷 가이드를 보여주고, 도 14는 복수의 마그넷이 로터 요크에 고정된 모습을 보여주며, 도 15는 마그넷이 마그넷 가이드에 의해 지지된 구조를 보여준다. Figure 13 shows a rotor yoke and a magnet guide, Figure 14 shows a plurality of magnets fixed to the rotor yoke, and Figure 15 shows a structure in which magnets are supported by a magnet guide.
로터 요크(727)은 복수의 마그넷(71)을 원형으로 부착시켜 고정할 수 있다. The
복수의 마그넷(71)은 로터 요크(727)의 내부 벽면에 마련된 마그넷 부착면(7281)에 설정 간격을 유지하면서 원형으로 부착될 수 있다. 예를 들어, 마그넷(71)의 일면에 본딩소재를 도포하고, 마그넷(71)을 마그넷 부착면(7281)의 정해진 위치에 부착시켜 고정할 수 있다. The plurality of
마그넷 가이드(730)는 로터 요크(727)의 내부 벽면에 형성되는데, 복수의 마그넷(71)이 부착되어야 할 위치에 미리 돌출 형성될 수 있다. 이에 따라, 복수의 마그넷(71) 사이의 설정 간격이 유지될 수 있으며, 마그넷(71)의 부착 시 별도의 지그(jig)를 사용할 필요가 없다. The
또한, 마그넷 가이드(730)는 복수의 마그넷(71)의 부착 위치를 미리 가이드 하여 복수의 마그넷(71) 간의 설정 간격을 유지시켜줌은 물론, 이와 함께 부착된 마그넷(71)이 모터(40)의 반경방향으로 이탈하는 것을 방지한다.In addition, the
구체적인 예로서, 로터 요크(727)는 로터 요크 몸체부(728)와, 서포트부(729)를 포함한다. As a specific example, the
로터 요크 몸체부(728)는 링 형상의 몸체로서, 원판 형상의 로터 허브(722)(도 16 참조)의 테두리에 연결되는 원형관 형상의 몸체를 말한다.The rotor
서포트부(729)는 로터 요크 몸체부(728)에서 모터(40)의 반경방향으로 돌출되며 복수의 마그넷(71) 각각의 일단부를 안착시켜 지지하는 받침 부위이다.The
예를 들어, 서포트부(729)는 로터 요크 몸체부(728)의 일단부에서 모터(40)의 반경방향을 향해 설정 길이로 돌출되어 원형 띠 형상의 프레임으로 이루어진다. 서포트부(729)의 돌출 길이는 복수의 마그넷(71)의 일단부가 전체적으로 밀착하여 안착될 수 있는 길이를 갖는 것이 바람직하다(도 15 참조).For example, the
이와 같이, 서포트부(729)는 로터 요크에 고정된 복수의 마그넷 각각의 일단부를 안정적으로 밀착하여 지지하며, 복수의 마그넷(71) 중 적어도 하나라도 모터(40)의 축방향으로 이탈하는 것을 방지할 수 있다. In this way, the
로터 요크 몸체부(728)의 내측, 즉 내부 벽면에는 복수의 마그넷(71)이 원형으로 부착되는 마그넷 부착면(7281)이 구비될 수 있다. 복수의 마그넷 가이드(730)는 마그넷 부착면(7281)에 원형으로 배치될 수 있다.The inside of the
더 구체적으로 설명하면, 마그넷 가이드(730)는 마그넷 가이드 몸체부(731)와 돌기(732)를 포함한다(도 15 참조). To be more specific, the
도 15를 참조하면, 마그넷 가이드 몸체부(731)는 로터 요크 몸체부(728)의 내측에서 모터(40)의 반경방향으로 돌출되는 직육면체 형상의 블록 형태로 이루어져 있다. Referring to FIG. 15, the magnet
돌기(732)는 마그넷 가이드 몸체부(731)에 형성된다.
구체적으로는 돌기(732)는 각각의 마그넷(71)이 마그넷 가이드 몸체부(731) 사이로 부착될 때 마그넷(71)의 측면을 지지하여 마그넷(71)의 반경방향 이탈을 방지하는 쐐기 형상으로 돌출될 수 있다. Specifically, the
예를 들어, 각각의 마그넷(71)의 측면에는 각진 모서리부위를 라운드 처리한 라운드부(711)가 형성될 수 있다. 돌기(732)는 라운드부(711)에 대응하는 곡률을 갖는 라운드 홈(7321)을 가질 수 있다. 이에 따라, 각각의 마그넷(71)이 마그넷 가이드 몸체부(731) 사이로 삽입되어 부착 위치가 정렬될 때, 라운드부(711)가 라운드 홈(7321)에 마주하여 지지되는 구조를 제공하여, 마그넷(71)의 반경방향 이탈을 방지할 수 있다.For example, a
이와 같이, 돌기(732)는 로터 요크(727)에 고정된 복수의 마그넷(71) 각각의 측면을 구속하여 마그넷(71)이 모터의 반경방향으로 이탈하는 것을 방지할 수 있다. In this way, the
또한, 마그넷 가이드 몸체부(731)는 일정한 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 마그넷 가이드 몸체부(731)는 복수의 마그넷(71) 사이에 유지되어야 하는 설정 간격(733)에 대응하는 두께(t1)를 가질 수 있다. 또한, 마그넷 가이드 몸체부(731)는 각각의 마그넷(71)보다 작은 길이(L1)를 가질 수 있다. 이에 따라, 복수의 마그넷(71)은 복수의 마그넷 가이드 몸체부(731) 각각의 사이로 설정 간격(733)을 유지하며 부착 위치 정렬이 가능하며, 마그넷 부착면(281)에 견고하게 부착되어 위치가 고정될 수 있다.Additionally, the magnet
도 16을 참조하면, 복수의 마그넷(71)이 마그넷 가이드(730)에 의해 로터 요크(727)에 부착된 다음, 로터 요크(727)와 로터 허브(722)가 결합되어 로터 프레임(72)이 제작된 모습을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 16, a plurality of
복수의 마그넷(71), 예를 들어 42개의 마그넷(71)은 로터 요크(727)의 내부 벽면에 돌출된 복수의 마그넷 가이드(730)를 이용하여 별도의 마그넷 부착용 지그(jig)를 사용하지 않고서도 로터 요크(727)에 부착될 수 있다. 또한, 복수의 마그넷(71), 예를 들어 42개의 마그넷(71)은 서포트부(729) 및 마그넷 가이드(730)에 의해 견고하게 지지되어 모터의 반경방향 및 축방향 이탈이 방지될 수 있다. A plurality of
복수의 마그넷(71)이 부착된 로터 요크(727)는 로터 허브(722)의 원형 테두리를 따라 연결되어, 로터 프레임(72)을 형성한다. 로터 프레임(72)의 내측 빈 공간에는 마그넷(71)과 공극을 두고 스테이터가 배치될 수 있다.The
기존의 경우 로터 내부에 복수의 마그넷을 부착하기 위해서는 마그넷 개수에 대응하여 마그넷 각각의 설정 간격을 유지시키기 위한 별도의 지그를 제작하여 준비 및 설치하고, 마그넷 간의 간격을 일일이 확인하여 부착시켰다. 만일, 마그넷 각각의 부착 작업 시 마그넷이 이탈하거나 흔들림이 발생할 경우, 마그넷 간의 간격 유지에 실패하여 모터 자체의 성능하락, 코깅 및 토크리플 상승으로 인한 문제가 유발될 수 있었다.In the existing case, in order to attach multiple magnets inside the rotor, a separate jig was manufactured, prepared, and installed to maintain the set spacing between each magnet corresponding to the number of magnets, and the spacing between magnets was individually checked and attached. If the magnets come off or shake during the attachment process, failure to maintain the gap between the magnets could cause problems due to performance deterioration of the motor itself, cogging, and increased torque ripple.
본 발명의 실시예에 따르면, 로터 요크 내부 벽면에 미리 마그넷 가이드를 돌출시켜 제작함으로써, 부착시켜야 하는 마그넷 개수가 증가되는 경우(예: 마그넷 개수가 42개 등), 마그넷 간의 간격 유지 확보에 유리하며, 마그넷의 반경방향 및 축방향 이탈을 미연에 방지하여 모터의 성능을 향상시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, by manufacturing a magnet guide in advance by protruding from the inner wall of the rotor yoke, when the number of magnets to be attached increases (e.g., 42 magnets, etc.), it is advantageous to maintain the gap between magnets. , the performance of the motor can be improved by preventing radial and axial deviation of the magnet.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above, the present invention has been described with reference to the illustrative drawings, but the present invention is not limited to the embodiments and drawings disclosed herein, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. It is obvious that transformation can occur. In addition, although the operational effects according to the configuration of the present invention were not explicitly described and explained in the above description of the embodiments of the present invention, it is natural that the predictable effects due to the configuration should also be recognized.
1: 로봇 휠 구동장치
10: 휠 커버
11: 제1 휠 커버부
111: 제1 커버몸체
112: 제1 내부공간
113: 제1 연결부
12: 제2 휠 커버부
121: 제2 커버몸체
122: 제2 내부공간
123: 제2 연결부
13: 레그연결부
14: 하단 커버
15: 링크
151: 직선형 링크부
152: 원형 링크부
20: 휠
21: 제1 휠 몸체부
22: 제2 휠 몸체부
23: 제1 체결 돌기
24: 제2 체결 돌기
30: 타이어
31: 체결 홈
40: 모터
50: 모터 하우징
51: 제1 모터 하우징부
511: 관통 홀
512: 지지 홈
52: 제2 모터 하우징부
60; 스테이터
61: 스테이터 프레임
611: 제1 스테이터 프레임부
6111: 원통형 홈
612: 제2 스테이터 프레임부
6121: 원형 돌출부
6123: PCB 체결부
613: 제3 스테이터 프레임부
62: 스테이터 코어
63: 코일
70: 로터
71: 마그넷
711: 라운드부
72: 로터 프레임
721: 회전 축
7211: 제1 회전 축부
7212: 제2 회전 축부
7213: 제1 베어링
7214: 웨이브 와셔
7215: 제2 베어링
7216: 체결 홈
722: 로터 허브
7221: 외부 프레임
7222: 내부 프레임
7223: 경사 프레임
723: 홀
727: 로터 요크
728: 로터 요크 몸체부
7281: 마그넷 부착면
729: 서포트부
730: 마그넷 가이드
731: 마그넷 가이드 몸체부
732: 돌기
7321: 라운드 홈
733: 설정 간격
80: 인버터 커버
81: 센서 마그넷
85: PCB
88: 엔코더 센서
90: 전해 커패시터1: Robot wheel drive device
10: wheel cover
11: First wheel cover part
111: first cover body
112: First internal space
113: first connection part
12: Second wheel cover part
121: Second cover body
122: Second internal space
123: second connection part
13: Leg connection part
14: Bottom cover
15: Link
151: Straight link part
152: Circular link part
20: wheel
21: first wheel body portion
22: second wheel body portion
23: First fastening protrusion
24: Second fastening protrusion
30: tires
31: fastening groove
40: motor
50: motor housing
51: First motor housing part
511: Through hole
512: support groove
52: Second motor housing part
60; stater
61: Stator frame
611: First stator frame part
6111: Cylindrical groove
612: Second stator frame part
6121: circular protrusion
6123: PCB fastening part
613: Third stator frame part
62: stator core
63: coil
70: rotor
71: Magnet
711: Round part
72: Rotor frame
721: Rotation axis
7211: First rotation shaft portion
7212: Second rotation shaft portion
7213: first bearing
7214: Wave Washer
7215: Second bearing
7216: fastening groove
722: rotor hub
7221: External frame
7222: Internal frame
7223: Inclined frame
723: Hall
727: Rotor Yoke
728: Rotor yoke body
7281: Magnet attachment surface
729: Support section
730: Magnet guide
731: Magnet guide body
732: protrusion
7321: round groove
733: Setting interval
80: Inverter cover
81: Sensor magnet
85:PCB
88: Encoder sensor
90: electrolytic capacitor
Claims (20)
상기 휠의 내측에 위치하며 원통 형상을 갖는 모터 하우징; 및
상기 모터 하우징의 내측에 고정되는 스테이터와,
상기 스테이터의 외측에 배치되고 상기 스테이터를 중심으로 회전하여 상기 휠에 회전력을 전달하는 로터를 포함하는 모터;를 포함하고,
상기 로터는, 상기 스테이터와 마주보도록 위치하는 복수의 마그넷; 및
상기 휠과 동일 중심을 이루어 상기 모터 하우징 내부에서 회전하는 로터 프레임;을 포함하며,
상기 로터 프레임은, 상기 복수의 마그넷 각각을 설정 간격을 두고 원형으로 부착시켜 고정시키는 로터 요크; 및
상기 복수의 마그넷 각각의 사이에 위치하도록 상기 로터 요크의 내측에 돌출되며, 상기 복수의 마그넷 각각의 부착 위치를 가이드 하는 복수의 마그넷 가이드;
를 포함하는 로봇 휠 구동장치.
A wheel that rotates to drive the robot;
a motor housing located inside the wheel and having a cylindrical shape; and
A stator fixed to the inside of the motor housing,
A motor disposed outside the stator and including a rotor that rotates around the stator to transmit rotational force to the wheel.
The rotor includes a plurality of magnets positioned to face the stator; and
It includes a rotor frame that rotates inside the motor housing at the same center as the wheel,
The rotor frame includes a rotor yoke that attaches and secures each of the plurality of magnets in a circular shape at a set interval; and
a plurality of magnet guides that protrude from the inside of the rotor yoke to be positioned between each of the plurality of magnets and guide attachment positions of each of the plurality of magnets;
A robot wheel drive device comprising a.
상기 로터 요크는,
상기 복수의 마그넷이 부착되는 링 형상의 로터 요크 몸체부; 및
상기 로터 요크 몸체부에서 상기 모터의 반경방향으로 돌출되며, 상기 복수의 마그넷 각각의 일단부를 지지하는 서포트부;
를 포함하는 로봇 휠 구동장치.
According to paragraph 1,
The rotor yoke is,
A ring-shaped rotor yoke body portion to which the plurality of magnets are attached; and
a support portion protruding from the rotor yoke body portion in a radial direction of the motor and supporting one end of each of the plurality of magnets;
A robot wheel drive device comprising a.
상기 서포트부는, 상기 로터 요크 몸체부의 일단부에서 상기 모터의 반경방향을 향해 설정 길이로 돌출되어 원형 띠 형상을 갖는
로봇 휠 구동장치.
According to paragraph 2,
The support portion protrudes at a set length from one end of the rotor yoke body toward the radial direction of the motor and has a circular band shape.
Robot wheel drive device.
상기 로터 요크 몸체부의 내측에는 상기 복수의 마그넷 각각이 설정 간격을 두고 원형으로 부착되는 마그넷 부착면이 구비되고,
상기 복수의 마그넷 가이드는 상기 마그넷 부착면에 원형으로 배치되는
로봇 휠 구동장치.
According to paragraph 2,
A magnet attachment surface is provided on the inside of the rotor yoke body to which each of the plurality of magnets is attached in a circular shape at a set interval,
The plurality of magnet guides are arranged in a circular manner on the magnet attachment surface.
Robot wheel drive device.
상기 로터 요크는,
상기 복수의 마그넷이 부착되는 링 형상의 로터 요크 몸체부; 및
상기 로터 요크 몸체부에서 상기 모터의 반경방향으로 돌출되며, 상기 복수의 마그넷 각각의 일단부를 지지하는 서포트부;를 포함하고,
상기 복수의 마그넷 가이드 각각은,
상기 로터 요크 몸체부의 내측에서 상기 모터의 반경방향으로 돌출되는 직육면체 형상의 마그넷 가이드 몸체부; 및
상기 마그넷 가이드 몸체부에 형성되며, 상기 복수의 마그넷 각각의 측면을 구속하도록 돌출된 돌기;
를 포함하는 로봇 휠 구동장치.
According to paragraph 1,
The rotor yoke is,
A ring-shaped rotor yoke body portion to which the plurality of magnets are attached; and
A support part protrudes from the rotor yoke body in the radial direction of the motor and supports one end of each of the plurality of magnets,
Each of the plurality of magnet guides,
A magnet guide body portion having a rectangular parallelepiped shape protruding from the inside of the rotor yoke body portion in the radial direction of the motor; and
a protrusion formed on the magnet guide body and protruding to constrain side surfaces of each of the plurality of magnets;
A robot wheel drive device comprising a.
상기 마그넷 가이드 몸체부는, 상기 복수의 마그넷 각각의 설정 간격에 대응하는 두께를 가지고, 상기 복수의 마그넷 각각의 길이보다 작은 길이를 갖는
로봇 휠 구동장치.
According to clause 5,
The magnet guide body portion has a thickness corresponding to a set interval of each of the plurality of magnets and has a length smaller than the length of each of the plurality of magnets.
Robot wheel drive device.
상기 복수의 마그넷 각각의 측면에는 라운드부가 형성되고,
상기 돌기는 상기 라운드부에 대응하는 라운드 홈을 갖는
로봇 휠 구동장치.
According to clause 5,
A round portion is formed on each side of the plurality of magnets,
The protrusion has a round groove corresponding to the round part.
Robot wheel drive device.
상기 스테이터는,
원주 방향으로 배치되는 복수의 코일; 및
상기 복수의 코일이 감겨 장착되는 스테이터 코어;를 포함하고,
상기 로터 요크는 상기 스테이터의 외곽을 둘러싸도록 배치되며,
상기 복수의 마그넷은 상기 복수의 코일과 소정의 공극을 사이에 두고 이격하여 배치되는
로봇 휠 구동장치.
According to paragraph 1,
The stator is,
A plurality of coils arranged in a circumferential direction; and
It includes a stator core on which the plurality of coils are wound and mounted,
The rotor yoke is arranged to surround the exterior of the stator,
The plurality of magnets are arranged to be spaced apart from the plurality of coils with a predetermined gap between them.
Robot wheel drive device.
상기 로터 프레임은,
상기 모터의 중심 방향을 따라 형성되는 회전 축;을 포함하고,
상기 회전 축은,
제1 베어링에 의해 지지되는 제1 회전 축부; 및
상기 제1 회전 축부보다 확장된 직경을 가지며, 상기 제1 회전 축부의 후단에 일체로 연결되어 제2 베어링에 의해 지지되는 제2 회전 축부;
를 포함하는 로봇 휠 구동장치.
According to clause 8,
The rotor frame is,
It includes a rotation axis formed along the center direction of the motor,
The rotation axis is,
a first rotating shaft supported by a first bearing; and
a second rotating shaft having a larger diameter than the first rotating shaft, and being integrally connected to a rear end of the first rotating shaft and supported by a second bearing;
A robot wheel drive device comprising a.
상기 로터 프레임은,
상기 로터 요크와 일체로 결합되는 원판 형상의 로터 허브;를 더 포함하고,
상기 로터 허브는,
상기 모터의 중심에서 반경방향으로 먼 위치에 형성되는 원판 형상의 외부 프레임;
상기 모터의 중심에서 반경방향으로 가까운 위치에 형성되며 상기 외부 프레임과 단차지게 연결되는 원판 형상의 내부 프레임; 및
상기 외부 프레임과 상기 내부 프레임 사이를 연결하는 경사 프레임;
을 포함하는 로봇 휠 구동장치.
According to clause 8,
The rotor frame is,
It further includes a disc-shaped rotor hub integrally coupled with the rotor yoke,
The rotor hub is,
a disc-shaped external frame formed at a position radially distant from the center of the motor;
a disk-shaped inner frame formed at a position radially close to the center of the motor and connected to the outer frame in a stepped manner; and
an inclined frame connecting the outer frame and the inner frame;
A robot wheel driving device comprising a.
상기 모터 하우징의 개방 부위를 덮도록 상기 모터에 연결되는 인버터 커버; 및
상기 인버터 커버의 내측에 구비되고 상기 모터와 마주보도록 배치되는 PCB;
를 포함하는 로봇 휠 구동장치.
According to paragraph 1,
an inverter cover connected to the motor to cover the open portion of the motor housing; and
a PCB provided inside the inverter cover and arranged to face the motor;
A robot wheel drive device comprising a.
상기 스테이터는,
원주 방향으로 배치되는 복수의 코일;
상기 복수의 코일이 감겨 장착되는 스테이터 코어; 및
상기 스테이터를 지지하는 스테이터 프레임;을 포함하며,
상기 스테이터 프레임의 일면은 상기 모터 하우징의 개방 부위를 덮도록 상기 모터 하우징에 결합되고,
상기 스테이터 프레임의 타면은 상기 인버터 커버가 덮어 결합되며,
상기 PCB는 상기 스테이터 프레임에 체결되어 상기 인버터 커버의 내측에 위치 고정되는
로봇 휠 구동장치.
According to clause 11,
The stator is,
A plurality of coils arranged in a circumferential direction;
a stator core on which the plurality of coils are wound and mounted; and
Includes a stator frame supporting the stator,
One surface of the stator frame is coupled to the motor housing to cover an open portion of the motor housing,
The other side of the stator frame is covered and coupled with the inverter cover,
The PCB is fastened to the stator frame and positioned and fixed inside the inverter cover.
Robot wheel drive device.
상기 스테이터 프레임은,
상기 모터의 중심에 마주보도록 원형으로 돌출되는 제1 스테이터 프레임부;
상기 제1 스테이터 프레임부에서 반경 방향으로 간격을 두고 원형으로 돌출되는 제2 스테이터 프레임부; 및
상기 제1 스테이터 프레임부와 제2 스테이터 프레임부 사이를 방사상으로 연결하는 제3 스테이터 프레임부;를 포함하고,
상기 PCB는 상기 제2 스테이터 프레임부와 체결되는
로봇 휠 구동장치.
According to clause 12,
The stator frame is,
a first stator frame portion that protrudes in a circular shape to face the center of the motor;
a second stator frame portion circularly protruding from the first stator frame portion at intervals in the radial direction; and
A third stator frame portion radially connected between the first stator frame portion and the second stator frame portion,
The PCB is fastened to the second stator frame portion.
Robot wheel drive device.
상기 휠을 양측을 차폐시키는 휠 커버;
상기 휠 커버의 하부에 결합되며, 상기 휠과 상기 휠 커버 간의 연결 시 상기 타이어와 상기 휠 커버 사이의 개방 부위를 차폐시키는 하단 커버;
상기 휠의 내측에 구비되며, 일면이 개방된 원통 형상의 모터 하우징; 및
상기 모터 하우징의 내부에 삽입되고, 상기 휠에 회전력을 제공하는 모터;를 포함하고,
상기 모터는, 상기 모터 하우징의 내측에 고정되는 스테이터; 및
상기 스테이터의 외측에 배치되고 상기 스테이터를 중심으로 회전하여 상기 휠에 회전력을 전달하는 로터;를 포함하며,
상기 로터는, 상기 스테이터와 마주보도록 위치하는 복수의 마그넷; 및
상기 휠과 동일 중심을 이루어 상기 모터 하우징 내부에서 회전하는 로터 프레임;을 포함하며,
상기 로터 프레임은, 상기 복수의 마그넷 각각을 설정 간격을 두고 원형으로 부착시켜 고정시키는 로터 요크; 및
상기 복수의 마그넷 각각의 사이에 위치하도록 상기 로터 요크의 내측에 돌출되며, 상기 복수의 마그넷 각각의 부착 위치를 가이드 하는 복수의 마그넷 가이드;
를 포함하는 로봇 휠 구동장치.
A wheel with tires coupled to it and rotating;
a wheel cover that shields both sides of the wheel;
a bottom cover coupled to the lower part of the wheel cover and shielding an open area between the tire and the wheel cover when the wheel and the wheel cover are connected;
a cylindrical motor housing provided inside the wheel and having one side open; and
It includes a motor inserted into the interior of the motor housing and providing rotational force to the wheel,
The motor includes a stator fixed to the inside of the motor housing; and
It includes a rotor disposed outside the stator and rotating around the stator to transmit rotational force to the wheel,
The rotor includes a plurality of magnets positioned to face the stator; and
It includes a rotor frame that rotates inside the motor housing at the same center as the wheel,
The rotor frame includes a rotor yoke that attaches and secures each of the plurality of magnets in a circular shape at a set interval; and
a plurality of magnet guides that protrude from the inside of the rotor yoke to be positioned between each of the plurality of magnets and guide attachment positions of each of the plurality of magnets;
A robot wheel drive device comprising a.
상기 휠은,
원판 형상의 제1 휠 몸체부; 및
상기 제1 휠 몸체부의 테두리를 따라 원형 관 형상으로 돌출되며 상기 타이어가 장착되는 제2 휠 몸체부;
를 포함하는 로봇 휠 구동장치.
According to clause 14,
The wheel is,
A first wheel body portion having a disk shape; and
a second wheel body portion that protrudes in a circular tube shape along an edge of the first wheel body portion and on which the tire is mounted;
A robot wheel drive device comprising a.
상기 휠 커버는,
상기 휠의 일측을 차폐하는 제1 휠 커버부;
상기 휠을 사이에 두고 상기 제1 휠 커버부와 마주보도록 결합되며, 상기 휠의 타측을 차폐하는 제2 휠 커버부; 및
상기 제1 휠 커버부와 상기 제2 휠 커버부를 로봇 본체에 연결하는 레그연결부;
를 포함하는 로봇 휠 구동장치.
According to clause 14,
The wheel cover is,
a first wheel cover portion that shields one side of the wheel;
a second wheel cover part coupled to face the first wheel cover part with the wheel in between, and shielding the other side of the wheel; and
A leg connection part connecting the first wheel cover part and the second wheel cover part to the robot body;
A robot wheel drive device comprising a.
상기 제1 휠 커버부는,
상기 휠의 일측과의 사이에 소정 크기의 제1 내부공간이 확보되도록 상기 휠의 일측을 볼록하게 덮는 형상을 갖는 제1 커버몸체; 및
상기 제1 커버몸체의 상단에서 높이 방향으로 연장되며, 상기 제1 커버몸체와 상기 레그연결부 사이를 연결하는 제1 연결부;를 포함하고,
상기 제2 휠 커버부는,
상기 휠의 타측과의 사이에 소정 크기의 제2 내부공간이 확보되도록 상기 휠의 타측을 볼록하게 덮는 형상을 갖는 제2 커버몸체; 및
상기 제2 커버몸체의 상단에서 높이 방향으로 연장되며, 상기 제2 커버몸체와 상기 레그연결부 사이를 연결하는 제2 연결부;
를 포함하는 로봇 휠 구동장치.
According to clause 16,
The first wheel cover part,
a first cover body having a shape that convexly covers one side of the wheel to ensure a first internal space of a predetermined size between the first cover body and one side of the wheel; and
A first connection part extends in the height direction from the top of the first cover body and connects the first cover body and the leg connection part,
The second wheel cover part,
a second cover body having a shape that convexly covers the other side of the wheel to secure a second internal space of a predetermined size between the other side of the wheel; and
a second connection part extending in the height direction from the top of the second cover body and connecting the second cover body and the leg connection part;
A robot wheel drive device comprising a.
상기 휠 커버에 내장되며, 상기 모터와 상기 휠 커버 사이를 연결시켜 상기 모터의 위치를 구속시키는 링크;를 포함하고,
상기 링크의 일단부는 상기 휠 커버에 고정되며, 상기 링크의 타단부는 상기 모터에 고정되는
로봇 휠 구동장치.
According to clause 14,
A link is built into the wheel cover and connects the motor and the wheel cover to constrain the position of the motor,
One end of the link is fixed to the wheel cover, and the other end of the link is fixed to the motor.
Robot wheel drive device.
상기 로터 요크는,
상기 복수의 마그넷이 부착되는 링 형상의 로터 요크 몸체부; 및
상기 로터 요크 몸체부에서 상기 모터의 반경방향으로 돌출되며, 상기 복수의 마그넷 각각의 일단부를 지지하는 서포트부;를 포함하고,
상기 서포트부는, 상기 로터 요크 몸체부의 일단부에서 상기 모터의 반경방향을 향해 설정 길이로 돌출되어 원형 띠 형상을 갖는
로봇 휠 구동장치.
According to clause 14,
The rotor yoke is,
A ring-shaped rotor yoke body portion to which the plurality of magnets are attached; and
A support part protrudes from the rotor yoke body in the radial direction of the motor and supports one end of each of the plurality of magnets,
The support portion protrudes at a set length from one end of the rotor yoke body toward the radial direction of the motor and has a circular band shape.
Robot wheel drive device.
상기 복수의 마그넷 가이드 각각은,
상기 로터 요크 몸체부의 내측에서 상기 모터의 반경방향으로 돌출되는 직육면체 형상의 마그넷 가이드 몸체부; 및
상기 마그넷 가이드 몸체부에 형성되며, 상기 복수의 마그넷 각각의 측면을 구속하도록 돌출된 돌기;
를 포함하는 로봇 휠 구동장치.According to clause 19,
Each of the plurality of magnet guides,
A magnet guide body portion having a rectangular parallelepiped shape protruding from the inside of the rotor yoke body portion in the radial direction of the motor; and
a protrusion formed on the magnet guide body and protruding to constrain side surfaces of each of the plurality of magnets;
A robot wheel drive device comprising a.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220162265A KR20240079398A (en) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | Robot wheel driving apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220162265A KR20240079398A (en) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | Robot wheel driving apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20240079398A true KR20240079398A (en) | 2024-06-05 |
Family
ID=91470144
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020220162265A KR20240079398A (en) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | Robot wheel driving apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR20240079398A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN211606327U (en) | 2020-04-13 | 2020-09-29 | 深圳市时代方舟智能科技有限公司 | Magnetic encoding servo controller and hub motor integrated structure |
-
2022
- 2022-11-29 KR KR1020220162265A patent/KR20240079398A/en unknown
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