KR920006485B1 - 직접구동형 다관절 로보트 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

직접구동형 다관절 로보트

[도면의 간단한 설명]

본 발명의 상기 목적 및 다른 목적, 특징 및 장점등은 이하에 있어서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의해 더 명확하게 되는데, 여기에서,

제1도는 본 발명의 실시예에 관한 직접구동형 다관절 로보트의 구조 주요부를 도시한 도식적 사시도,

제2도는 제1도의 Ⅱ-II선에 따른 종단면도,

제3a도 및 제3b도는 종래와 본발명과의 작용상 차이를 설명하는 평면도이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 산업용 다관절 로보트에 관한 것이며, 특히 직접구동형 다관절 로보트에 적용되는 모우터 배치구조에 관한것이다.

[기술배경]

최근 다관절 로보트의 제어성을 향상시키기 위하여 직접구동형 로보트 아암을 가진 산업용 로보트가 제공되고 있다. 이 직접구동형 다관절 로보트는 각 관절부에 아암동작 구동용 모우터로서 직접구동 모우터를 구비하고, 이것으로 감속기나 전동기구를 생략 제외함으로써 마찰 토오크의 감소, 관성 감소에 의한 응답성개선, 로보트구조체의 콤팩트성 향상등을 도모하고 있다. 그리고, 직접구동 모우터의 성능 향상에 수반하여 직접구동형 로보트는 점점 범용도를 높이고 있다. 그러나, 직접구동형 로보트는 그 관절부마다 직접구동 모우터를 조립하는 구조를 갖기 때문에 로보트기초부에 대한 세로축 주위의 선회 동작, 즉, 제1로보트 아암이 세로축을 중심으로하여 선회하는 동작의 구동력원을 구성하는 직접구동 모우터는 제1로보트 아암의 기단부분에 조립하는 구조가 통상적으로 채용되고 있다.

그 결과, 제1로보트 아암의 기단부분에는 이 직접구동 모우터와 거기에 따르는 브리이크장치, 선회량, 선회속도의 검출용 인코우더(encoder) 등도 조립되어 모습이 외측을 향하여 대형화되고, 제1로보트 아압의 앞끝에 설치된 제2로보트 아암을, 이 제1로보트 아암에 대하여 크게 선회시켜 바람직한 위치에 도착시키고자 할때, 그 선회 끝에서 제1로보트 아암의 일부에 맞닿아 선회량이 제한을 받는 결과가 된다고 하는설계, 구조상의 불편이 발생하는 경우가 있다.

[발명의 개시]

따라서, 본발명의 목적은 상술한 바와같은 종래의 직접구동형 아암을 갖는 산업용 로보트의 불편을 해소하는 일이다.

본 발명의 다른 목적은 동작자유도가 증가된 직접구동형 다관절 로보트를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따르면 꼭지부와 하단부를 갖는 세로방향의 정지(靜止) 지지축과, 그 정지 지지축을 둘러싸고 설치되는 원통형 로우터리 케이싱과, 상기 로우터리 케이싱의 상기 꼭지부에 결합된 제1로보트 아암과 상기 제1로보트 아암의 선단에 결합된 제2로보트 아암을 적어도 구비한 직접구동형 다관절 로보트에 있어서, 상기 로우터리 케이싱의 하단부 근방과 상기 정지 지지축의 아래부분과의 사이에 끼우고, 상기 로우터리 케이싱과 상기 제1로보트 아암과를 일체로하여 선회작동시키는 직접구동 모우터수단과, 상기 정지축의 상기 꼭지부와, 상기 제1로보트 아암과의 사이에 끼워, 상기 제1로보트 아암의 선회동작을 제동하기 위한 브레이크 수단과를 구비한 것을 특징으로하는 직접 구동형 다관절 로보트가 제공된다.

직접구동 모우터가 로우터리 케이싱과 제1로보트 아암과의 결합점으로부터 분리되어 로우터리 케이싱의 아래부분에 구비되고, 이로서 상기 결합점을 형성하고 있는 제1로보트 아암의 기단 영역에 있어서의 모양, 형상, 치수를 콤팩트화시키고, 이에 의해 이 기단영역에 있어서의 동작영역이 확대되었다.

[발명을 실시하기 위한 최고의 형태]

제1도, 제2도를 참조하면 본발명의 실시형태에 관한 직접구동형 다관절 로보트(10)는 고정 기초대(12)와 이 고정기초대(12)의 중심에 세로방향으로 세워설치된 정지 지지축(14)과, 이 정지 지지축(14)의 주위에 배치된 로우터리 케이싱(16)과, 이 로우터리 케이싱(16)의 꼭지부(16a)에 결합된 제1로보트 아암(18)과,이 제1로보트 아암(18)의 선단(18a)에 원추형으로 접합한 제2로브트 아암(20)과 이 제2로보트 아암(20)앞끝에 구비된 로보트손목(도시생략)에 장착된 로보트 핸드(22)등을 적어도 구비하여 구성되어 있다.

상기의 구성에 있어서 고정부(12)상에 세워 설치된 정지 지지축(14) 꼭지부(14a)는 제1로보트 아암(18)내부에 면하고, 그 꼭지부(14a)에는 후기하는 브레이크장치(24)의 작동부가 부착되고, 또, 그 브레이크 장치(24)와 동축배치된 후기하는 선회검출용 인코우더(26)도 설치되어 있다.

또, 정지 지지축(14)의 하방부에 있어서 고정부(12)의 바로위 위치에는 로우터리 케이싱(16)과 상기 제1로보트 아암(18)과의 양자를 동시에 세로축 주위에 선회작동시키는 직접구동모우터(Mθ)가 로우터리 케이싱(16)과의 사이에 구비되어 있다.

도시되어 있지 않으나 제1로보트 아암(18)과 제2로보트 아암(20)과의 결합부에도 별도의 직접 구동 모우터가 부착되고, 제2로보트 아암(20)을 제1로보트 아암(18)에 대하여 선회작동시키는 구성으로 되어있다.

여기서, 제2도를 참조하면, 상기의 로우터리 케이싱(16) 및 제1로보트 아암(18)을 세로축선주위에 선회시키는 직접구동모우터(Mθ)는 스테이터측(Mθ₁)이 정지 지지축(14)의 바깥둘레부에 부착되어 정지고정상태에 있으며, 한편, 로우터측(Mθ₂)은 로우터리 케이싱(16)의 안둘레면에 부착된 구조로 되어 있다.

한편, 정지 지지축(14)의 꼭지부(14a)에 부착된 브레이크장치(24)는 그 브레이크슈우 부분(24a)이 이 정지 지지축(14)에 지지되고, 그 브레이크슈우 부분(24a)이 확장, 수축되면 제1로보트 아암(18)의 말단 내부에 안둘레면으로서 형성된 브레이크 드럼면(24b)에 제동력을 부여하거나 제동력을 해제하도록 되어 있다.

한편, 선회검출용 인코우더(26)는 정지 지지축(14)의 꼭지부(14a)에 상기 브레이크슈우부분(24a)과 동축으로 검출신호 발생부(26a)가 부착되고, 제1로보트 아암(18)과 함께 세로 선회축선 주위에 선회하는 회전부(26b)가 적당한 플랜지판(30)을 통하여 제1아암(18)의 말단부분에 부착되어 있다.

다음에, 상기한 본 발명의 실시형태에 의한 직접구동형 다관절 로보트의 작용을 제3도를 참조하여 설명한다.

제3a도는 종래의 다관절형 로보트에 있어서 직접구동모우터가 로우터리 케이싱과 제1로보트 아암과의 접속점에 직접 조립될 경우를 도시하고 있으며, 이에 따르면 직접구동모우터의 조립에 의해 제1로보트 아암(a)의 말단부분의 모양, 형상은 선회중심 주위에서 넓혀진 형상이 되고, 즉, 이 말단부분은 비교적 큰지름치수를 갖는 원형팽창 부분이 된다. 이 결과, 제2로보트 아암(b)이 제1로보트 아암(a)의 앞끝의 선회중심주위에 선회할 경우의 선회 자유도는 설계상으로는 제1로보트 아암(a)의 원형팽창부에 맞분이기까지의 선회각도량(화살표(C)로 도시하는 각도영역)으로 제한되게 된다. 즉, 상기 제1로보트 아암(a)의 원형팽창부에 의해 적지않게 선회각도량이 감소되는 결과가 되고, 이와 같은 적은 선회각도량을 예상하여 미리 제2로보트 아암(b)의 선회동작을 예측한 기능설계를 할 필요가 생기게 되어 불리하다.

한편, 본 발명에 의하면 제1도 및, 제2도에 도시한 구성에 의해 세로축 주위에 선회구동용 직접구동 모우터(Mθ)를 로우터리 케이싱(16)과 제1로보트 아암(18)과의 결합점에서 분리한 구성으로 하고, 브레이크장치(24)와 인코우더(26)만을 이 결합점의 위치에 설정하는 구성으로 했으므로 제1로보트 아암(18)의 말단에 있어서의 형상은 모우터 외형 크기에 속박되는 일없이, 즉, 종래와 같이 원형팽창부분이 형성되는 일 없이 비교적 작은 지름의 원형말단을 제1로보트 아암(18)에 구비시킬수 있게 된다.

따라서, 제2로보트 아암(20)의 선회동작에 있어서의 선회각도량은 종래보다 증가되며, 그와 같은 증가된 선회자유도를 기초로하여 로보트의 기능설계를 행하고, 또, 실제의 작동을 교시할 수 있게 된다. 때문에, 로보트 작업의 유용성이 확장되게 되는 것이다.

이상의 설명에서 이해할 수 있듯이 본 발명에 따르면 다관절 로보트의 구동용에 사용되는 세로축선 주위에 직접구동 모우터를 종래, 전형적으로 채용되던 제1로보트 아암 말단에 직접조립하는 구조와는 달리 직접구동모우터를 로우터리 케이싱의 하방영역부분으로 분리하여 설치하는 구성으로 했기 때문에 제1로보트아암 앞끝에 원추형으로 접합되는 제2로보트 아암의 선회자유도를 증가시키고, 나아가서는 다관절 로보트의 동작자유도를 종래보다 증대화하여 로보트성능의 향상을 달성할 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 꼭지부와 하단부와를 갖는 세로방향의 정지 지지축과, 그 정지 지지축을 둘러싸서 설치되는 원통형 로우터리 케이싱과, 상기 로우터리 케이싱의 상기 꼭지부에 결합된 제1로보트 아암과, 상기 제1로보트 아암앞끝에 결합된 제2의 로보트 아암을 적어도 구비한 직접구동형 다관절 로보트가 상기 로우터리 케이싱의 하단부 근방과 상기 정지 지지축 아래부분과의 사이에 끼워지고, 상기 로우터리 케이싱과 상기 제1로보트아암과를 일체로 하여 선회동작시키는 직접구동 모우터 수단과, 상기 정지 지지축의 상기 꼭지부와 상기 제1로보트 아암과의 사이에 끼워져 상기 제1로보트 아암의 선회동작을 제동하기 위한 브레이크 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 직접구동형 다관절 로보트.
2. 제1항에 있어서, 상기 정지 지지축의 꼭지부와 상기 제1아암과의 사이에 다시 선회검출용 인코우더를 상기 브레이크 수단과 동심배치에 의해 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 직접구동형 다관절 로보트.
3. 제1항에 있어서, 상기 직접구동모우터 수단은 상기 정지 지지축에 부착된 스테이터 부분과, 이 스테이터 부분 주위에 설치되고 또한 상기 원통형 로우터리 케이싱 안둘레에 부착된 로우터 부분을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 직접구동형 다관절 로보트.

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